中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队近期取得重要工作进展，他们利用基于CRISPR-Cas12a和环状RNA的引导编辑器来编辑人类细胞。相关研究成果2024年1月10日在线发表于《自然—生物技术》杂志上。

据介绍，基于CRISPR-Cas9的引导编辑器依赖Cas9蛋白开发而成，但是Cas9蛋白尺寸较大、脱靶效应高并且受限于G/C富集区域（原间隔邻近基序，PAM），限制了引导编辑器的广泛使用。

研究人员使用较小的Cas12a蛋白开发了适用于不同场景的基于环状RNA的引导编辑器（CPE）系统：（1）基于切口酶的引导编辑器（niCPE），（2）基于双链核酸酶的引导编辑器（nuCPE），（3）可拆分niCPE的引导编辑器（sniCPE）和（4）可拆分nuCPE的引导编辑器（snuCEP）。CPE系统优先识别富含T的基因组区域，并且与相应的基于Cas9的系统相比具有潜在的多路复用能力。

基于核酸酶系统的效率高达10.42%，而在人类细胞中没有阳性选择的情况下，niCPE和sniCPE的编辑频率分别高达24.89%和40.75%。通过利用one-sniCPE的系统将所有三种RNA编辑成分结合在一个启动子下，在一个环形RNA中排列不同靶点的CRISPR RNA，研究人员证明，niCPE和sniCPE能同时对多达四个基因进行编辑。

附：英文原文

Title: Prime editing using CRISPR-Cas12a and circular RNAs in human cells

Author: Liang, Ronghong, He, Zixin, Zhao, Kevin Tianmeng, Zhu, Haocheng, Hu, Jiacheng, Liu, Guanwen, Gao, Qiang, Liu, Meiyan, Zhang, Rui, Qiu, Jin-Long, Gao, Caixia

Issue&Volume: 2024-01-10

Abstract: Genome editing with prime editors based on CRISPR-Cas9 is limited by the large size of the system and the requirement for a G/C-rich protospacer-adjacent motif (PAM) sequence. Here, we use the smaller Cas12a protein to develop four circular RNA-mediated prime editor (CPE) systems: nickase-dependent CPE (niCPE), nuclease-dependent CPE (nuCPE), split nickase-dependent CPE (sniCPE) and split nuclease-dependent CPE (snuCPE). CPE systems preferentially recognize T-rich genomic regions and possess a potential multiplexing capacity in comparison to corresponding Cas9-based systems. The efficiencies of the nuclease-based systems are up to 10.42%, whereas niCPE and sniCPE reach editing frequencies of up to 24.89% and 40.75% without positive selection in human cells, respectively. A derivative system, called one-sniCPE, combines all three RNA editing components under a single promoter. By arraying CRISPR RNAs for different targets in one circular RNA, we also demonstrate low-efficiency editing of up to four genes simultaneously with the nickase prime editors niCPE and sniCPE.

DOI: 10.1038/s41587-023-02095-x

Source: https://www.nature.com/articles/s41587-023-02095-x