crispr-cas基因组编辑技术在基因治疗、农作物经济性状改良及基础研究等领域均有多样化的应用，引领生物技术与应用的快速发展。自然界中广泛存在的天然crispr-cas系统为新型基因编辑工具研发提供了丰富资源。然而，自然界微生物中发现的大多数cas工具蛋白在哺乳动物细胞中的编辑效率较低，这限制了它们的应用，尤其是在生物医学方面的应用。
中国科学院动物研究所建立了一种蛋白质工程化改造的新方法（improving editing activity by synergistic engineering，简称midas），并利用该方法获得了高活性的cas12imax以及高特异性的cas12ihifi等基因编辑新工具。
研究发现，midas方法能够显著提高来自不同crispr家族的cas核酸酶，如cas12i、cas12b及casx等crispr系统的基因编辑效率。其中，cas12i由于较小的蛋白质尺寸、简单的crrna及pam，具有较好的应用潜力。通过midas方法改造的cas12i具有以下优势和特点：cas12imax编辑效率非常高，相较于目前广泛使用crispr基因编辑工具（ascas12a、bhcas12b v4、spcas9、sacas9及sacas9-kkh），展现了更高的平均基因编辑效率；cas12imax具有广泛的基因组靶向范围，能够高效地识别ntnn、nntn、naan及ncan等pam序列，可识别pam覆盖了70%的人基因组；在cas12imax的基础上进一步改造获得了新的突变体cas12ihifi，cas12ihifi在全基因组范围内展现了的极高的特异性和极低的脱靶效应，同时保留cas12imax 90%的on-target基因编辑活性。
midas方法有望在多种crispr系统的基因编辑工具化改造中发挥作用。该研究改造的新型cas12i基因编辑工具在动物模型制备、作物育种、医学核酸检测、基因治疗等领域颇具应用前景。
5月26日，相关研究成果发表在the innovation上。该工作由动物研究所和北京干细胞与再生医学研究院完成。动物所研究员周琪和李伟为论文的通讯作者，生陈阳灿、胡艳萍、王鑫阁为论文的共同第一作者。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项和中科院基础研究青年团队项目的支持。
开发新型蛋白质工程化改造的方法，获得高效基因组编辑工具cas12i
研究团队单位：动物研究所
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