最后更新2020年4月17日。
在被科学家用来编辑地球上几乎所有生物体的基因组之前，CRISPR-Cas系统仅仅是一种适应性免疫系统，为细菌提供抵抗感染源的保护。这种免疫背后的几种酶已经被发现和研究，但这只是冰山一角，因为它已经被预测，许多其他的仍然未知。
识别Cas14变异
在探索新的可能更高效的Cas系统的过程中，詹妮弗·杜娜的实验室分析宏基因组数据集，试图确定是否在自然界中存在更简单或更小的Cas系统。
为此，他们从美国能源部联合基因组研究所（United genome Institute）的微生物基因组和元基因组数据库中挖掘了接近CRISPR阵列和通用CRISPR整合酶的未鉴定基因，cas1. 他们发现了一系列CRISPR Cas系统包含cas1,cas2,cas4，以及一种新基因案例14.案例14编码一种小的Cas蛋白（40-70 kDa），其大小是在所谓的2类CRISPR Cas系统中发现的其他Cas蛋白的一半。
共有24种变体案例14分为3个亚组的基因（cas14a-c）。所有这些变体都具有预测的RuvC核酸酶结构域，这是CRISPR-Cas酶的特征。与其他Cas酶相比，Cas14在细菌基因组中未被发现，而仅在一组古细菌的基因组中被发现。与这一起源一致，作者认为Cas14可能是更大、更复杂的Cas9和Cas12蛋白质的更原始版本。
Cas14切割单链DNA
但是这个新系统的功能是什么呢？它能成为基因组编辑的新工具吗？为了测试Cas14的潜力，Doudna实验室克隆了案例14该基因与相邻的CRISPR阵列和含有假定tracrRNA的基因间区域一起进入质体并用一种语言表达出来E.大肠杆菌细菌株。他们发现Cas14可以结合并切割目标单链DNA序列。与Cas9不同，Cas14不需要PAM序列。除了这种顺式切割外，作者还表明Cas14可以像Cas13和Cas12那样分别对RNA和dsDNA进行反式切割。然而，作者发现，CAS14在识别SSDNA方面比CAS13或CAS12更为特异，对于其他类型的核酸，需要在GNA的中间激活一定序列特异性。
Cas14在诊断
通过切割单链DNA而不是双链DNA，Cas14并不是一种新的基因组编辑工具的好选择，但它可能是一种神奇的诊断工具包的附加组件，称为侦探，它是由作者创建的。该试剂盒使用Cas12和Cas13快速检测感染性微生物的存在(例如:SARS冠状病毒2型)和基因突变。例如，通过提供特定病毒序列的gRNA，酶被激活，并能切割反式dsDNA和RNA的荧光探针。荧光信号表明在实验中存在这种病毒序列。
通过向混合物中添加Cas14，你可以得到最终的组合，从而能够检测RNA、双链DNA和现在的单链DNA。通过比较Cas12和Cas14使用DETECTR试剂盒检测SNP的能力，作者表明Cas14特异性的提高可以实现高保真SNP基因分型。Cas14 DETECTR的开发将很快实现对感染、癌症和其他疾病的快速有效诊断。
参考文献
1.Lucas B.Harrington等人，“通过微型CRISPR-Cas14酶对DNA进行程序化破坏。”科学362.6416 (2018): 839-842. 公共IDPMID:30337455.
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