近日，药学院肖易倍/陈美容团队在生命科学学科顶尖期刊Cell Reports(IF:9.995)发表最新研究论文: Mechanistic insights into transposon cleavage and integration by TnsB of ShCAST system。药学院2019级博士生曾婷为第一作者，药学院肖易倍教授和陈美容副教授为本文共同通讯作者。中国药科大学为唯一通讯单位。
传统的TALEN、CRISPR-Cas9等核酸酶介导的基因插入依赖于DNA产生双链缺口以及同源重组，存在染色体异位或重排等风险且插入效率较为低下。研究团队聚焦CRISPR相关转座子(CRISPR-associated transposons, CAST)，该系统能够介导RNA引导的DNA定点整合，且融合了Tn7转座子的整合高效性以及CRISPR-Cas系统的靶向特异性，相比传统的基因插入方法在效率和安全性上都具备天然的优势。文章首先系统性地探究了该系统中转座酶TnsB的催化机制，明确了TnsB是3'-5'核酸外切酶且其切割和整合活性依赖于对donor DNA末端重复序列的识别。为了进一步拓展CAST系统的应用前景，研究进一步对该系统进行精简改造，尝试将Cas12k替换成dCas9并将其与TniQ进行融合。结果显示N端融合TniQ的dCas9能成功介导TnsB/TnsC催化的基因定点插入。上述发现表明CAST系统具有作为可编程位点特异性基因插入工具的巨大潜力，为今后挖掘和改造以获得更为高效可行的基因定点插入工具提供重要的理论依据。
该研究工作得到了国家重点研发计划（No.2018YFA0902000）、科技创新2030重大项目（No. ZX-2021ZD0203404），国家自然科学基金(No. 31970547, 32271330, 32000889)，以及江苏省自然科学基金 (No. No.BK20190552)的支持。
原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37379212/
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（供稿单位：药学院，撰写人：刘华）
