科学家已经确定了第一种能够抑制和调节CRISPR系统的化合物，这些化合物最终可以使CRISPR基因编辑技术更加精确，高效和安全。为了鉴定这些化合物，研究人员开发了一个新平台，用于快速发现抑制CRISPR酶的小分子。
有时被称为“抗CRISPR”，这样的分子允许研究人员微调CRISPR基因编辑。这些化合物可以防止CRISPR酶无意中影响其他基因 - 具有所谓的“脱靶效应” - 并使实验室和诊所的精确度更高。
由Broad研究所和布莱根妇女医院的研究人员领导的这项工作出现在Cell。
“精确控制和对策是任何强大技术的核心，”资深作者Amit Choudhary说。 “考虑一下我们能够利用诱导手术麻醉的药物，以及适当的控制如何将它们变成非常有用的工具。新兴的CRISPR技术已经开发用于基因治疗和生物技术，同样需要跨多个维度进行控制。“
Choudhary是Broad研究所的副会员，Brigham和妇女医院的副生物学家，以及哈佛医学院的医学助理教授。
FINE-TUNING CRISPR
随着CRISPR技术被开发用于治疗人类疾病，微调CRISPR作用的能力将有助于确保酶在体内其他地方不会产生负面影响。这些抑制剂还可以加速基础生物学研究，为科学家提供一种新的精确工具，可以快速，大规模地回答实验问题。
据研究人员称，CRISPR抑制剂还有助于在实验室环境中控制基因驱动。基于CRISPR的基因驱动是一种分子技术，可以保证生物体将工程基因传递给其所有后代。这个过程导致改变的基因在群体中传播得比自然可能的快得多。可以应用抑制CRISPR酶的分子来抑制这种结果，从而进一步研究基因驱动技术。
与病毒中发现的CRISPR系统的基于蛋白质的抑制剂相比，新鉴定的分子很小且易于逆转，并且更有效地进入细胞。 Choudhary说：“我们正在为化学领域的一小块区域打包。”
抑制CAS酶
为了帮助控制CRISPR的活性，Choudhary及其同事专注于这些酶如何最初识别其基因组靶标。研究人员开发了一系列新的生物化学和细胞测试来测量CRISPR酶与其靶标之间的相互作用，寻找可能干扰这一重要第一步的分子。
为了证明筛选平台的有效性，该团队定制了该技术，以寻找化脓性链球菌（Streptococcus pyogenes）细菌中Cas9酶的抑制剂，这是在CRISPR编辑中最常用的Cas9酶。他们筛选了大约15,000种化合物，以确定Cas9的一系列潜在抑制剂;最佳候选人名为BRD0539。这些分子成功地抑制了人类细胞中天然和工程形式的Cas9。此外，研究人员可以改变其水平以微调抑制程度，或者简单地去除它们，从而重新启用CRISPR活性。
使用相同的实验装置，研究人员已经在识别和开发下一代这些分子。该团队的目标是创建一个可以抑制任何CRISPR系统的化合物工具箱。
Choudhary说：“我们拥有这个平台，我们已经证明了它在概念验证方面的有效性。” “现在我们正在使用它来寻找CRISPR系统的下一个抑制剂。基于化学的方法在基于CRISPR的基因组编辑中的应用才刚刚开始。“
这项工作部分得到了Burroughs Wellcome Fund，DARPA（Brdi N66001-17-2-4055，HR0011-17-2-0049），NIH（R21AI126239，RM1HG009490，R35 GM118062）和陆军研究办公室（W911NF1610586）的支持。 。
Broad Institute已提交专利申请，包括此处所述的工作。
