（記者衣曉峰 通訊員朱玉威）由哈爾濱工業大學生命學院教授黃志偉課題組完成的一項課題，日前發表在最新一期國際著名期刊《細胞研究》上。該項成果不僅首次揭示了高保真的Cas9基因編輯系統的分子機制，而且為改造SpCas9以及其他Cas核酸內切酶，使之成為更高效、更特異的基因編輯工具夯實了基礎，具有指導改造新型基因編輯系統的應用價值，可望今后有效地治療遺傳性疾病和疑難病。

CRISPR-Cas9系統是被廣泛應用于生物、醫學等領域的基因編輯工具。目前，科學家還在Cas9基礎上產生了高保真的SpCas9突變體，這些突變體都能成為更高效、更便捷的基因編輯工具和系統。但脫靶效應成了這一高效基因編輯工具的最大風險，可能會帶來意想不到的突變。其中，由于對SpCas9突變體的高保真結構基礎一直未知，造成脫靶效應的難題長期不能真正解決，讓人類難以精確調控基因編輯工具在什么時間、什么位置進行編輯。黃志偉及其課題組解析了SpCas9突變體（xCas9 3.7）、導向RNA，以及包含兩種不同序列的雙鏈DNA的復合物結構。研究發現，xCas9 3.7蛋白中第1219位的谷氨酸殘基與第1335位的精氨酸殘基形成的鹽橋作用，對SpCas9選擇可編輯的底物DNA序列至關重要——xCas9 3.7中將1219位的谷氨酸突變為纈氨酸，破壞了鹽橋功效，解除了對1335精氨酸側鏈的限制，使其產生一定自由度，從而增強了對底物DNA的識別能力。