来自人类肠道细菌的小型化Cas9，可用于高效精准的基因组编辑

　　近日，意大利特伦托大学的研究人员在 Nature Communications 期刊发表了题为：CoCas9 is a compact nuclease from the human microbiome for efficient and precise genome editing 的研究论文。

　　该研究从人类肠道微生物组中发现了一种来自科林斯属(Collinsella)肠道细菌的Cas9核酸酶——CoCas9.其具有高效和精准基因编辑特性，脱靶性远低于spCas9.更重要的是，CoCas9尺寸较小，仅1004个氨基酸，可与其sgRNA一起包装在AAV载体中，用于体内递送。此外，CoCas9还可与脱氨酶融合，用于碱基编辑。

　　该研究在人类原代细胞和人源化小鼠模型中进一步验证了CoCas9的高效和精准基因编辑特性，展示了CoCas9的临床开发潜力。

　　在这项研究中，研究团队在一个大型数据库中搜索了未被描述的小型Cas9变体，该数据库由>154000个微生物基因组组成，这些基因组由>9400个人类相关宏基因组重建而来，其中包括超过3000种以前未被表征的细菌物种。

　　该研究从中发现了大量II型CRISPR-Cas基因座(n=17173)，其中，一种来自未被表征的科林斯属(Collinsella)肠道细菌的Cas9核酸酶——CoCas9.其具有高效和精准基因编辑特性，脱靶性远低于spCas9.更重要的是，CoCas9尺寸较小，仅1004个氨基酸，可与其sgRNA一起包装在AAV载体中，用于体内递送。此外，CoCas9还可与脱氨酶融合，用于碱基编辑。

　　为了评估CoCas9的治疗应用潜力，研究团队在人原代细胞中测试了其编辑活性，用慢病毒载体向人类造血干/祖细胞(HSPC)、人支气管上皮细胞(HBE)和人皮肤成纤维细胞(HSF)递送CoCas9系统，并在嘌呤霉素抗性筛选后，在6个位点均显示出高基因编辑活性。

　　接下来，研究团队评估了CoCas9在小鼠模型中的表现。在表达人RHO基因(hRHO)的人源化小鼠模型中，研究团队向5周龄的小鼠视网膜下注射AAV8共递送的CoCas9及其sgRNA，以靶向编辑hRHO基因，该基因突变会导致常染色体显性遗传性视网膜色素变性。结果显示，注射4周后，在hRHO目标处实现了最高达到35.6%的编辑效率，在7只视网膜中的平均编辑效率为10.5%。

　　该研究发现了一系列之前未被表征的Cas9核酸酶，尤其是CoCas9.丰富了基因组编辑工具箱。在人类原代细胞和人源化小鼠模型中实验表明，CoCas9具有临床开发潜力。

　　论文链接：

　　https://www.nature.com/articles/s41467-024-47800-9