科学家开发出全球首个 DNA 引导的基因编辑工具

一句话看懂：香港科技大学团队成功开发出全球首个以 DNA 为引导的 CRISPR-Cas 基因编辑系统，颠覆了传统 CRISPR 依赖 RNA 引导、靶向 DNA 的工作原理，实现了对 RNA 的精准可编程切割。这项突破有望大幅提升传染病检测的灵敏度和便捷性，并为抗病毒疗法提供全新工具。

事件核心：发生了什么

5 月 6 日，香港科技大学邢怡铭教授团队与瞿元梁教授团队合作的研究成果发表于《自然-生物技术》。团队设计了一种人工合成的 DNA 分子——CRISPR DNA，成功将 Cas12a 蛋白重新编程，使其以 DNA 为引导分子，精准定位并切割 RNA 分子。这完全颠覆了自然界中 Cas12a 固有的 RNA 引导机制。

团队将传统 CRISPR 系统中“启动信号（PAM 序列）”和“承载信息的地标”分离，通过设计一段能模仿 PAM 序列的短链 DNA，构建出功能性脱氧核糖核蛋白复合物，可识别并切割任意选定的 RNA 目标。验证过程综合运用了 AlphaFold 引导的蛋白质结构建模、分子动力学模拟及高分辨率冷冻电镜等技术。

基于该技术，团队构建了名为 SLEUTH 的检测平台。在对 31 个新冠病毒临床样本的验证中，SLEUTH 无论靶向 RNA 还是 DNA，灵敏度均达到阿摩尔级别，尤其适用于诊所、机场等缺乏冷链存储的环境。

为什么重要

这项成果的重要意义在于它创造了一种自然界中不存在的全新机制。传统 CRISPR 系统以 RNA 为引导、靶向 DNA；新系统以 DNA 为引导、靶向 RNA，实现了工作逻辑的完全倒置。相比现有基于 RNA 引导的 CRISPR 诊断工具（如 SHERLOCK）及 RNA 干扰技术，该 DNA 导向系统具备显著优势：更高的化学稳定性（无需冷链）、更低的合成成本、更高的单核苷酸分辨率和更广泛的治疗应用范围。这为可编程 RNA 工具的设计提供了全新思路，也展示了 AI 驱动设计（AlphaFold）与结构生物学协同研究的巨大潜力。

对用户/开发者/创作者的影响

对于从事传染病诊断和抗病毒研究的技术人员与开发者，SLEUTH 平台提供了一种更稳定、更经济的现场快速检测方案，尤其适合资源有限环境。其阿摩尔级别的灵敏度意味着更早的感染检测能力。对于 CRISPR 基因编辑领域的研究者，该工作提供了一种颠覆性的路径——DNA 引导机制有望被扩展到更多基于 RNA 的诊断与治疗方法中。目前公开信息显示，团队已申请两项美国临时专利，并计划在 3 年内将 SLEUTH 平台扩展至其他呼吸道病毒的检测，并探索其在液体活检（识别癌症相关循环 RNA 生物标志物）中的潜力。

值得关注的后续

第一，SLEUTH 检测平台的商业化落地进程，尤其是其是否能在实际诊所和机场场景中替代现有的 PCR 和抗原检测。第二，DNA 引导机制能否被扩展到其他 Cas 蛋白（如 Cas13）或更复杂的 RNA 调控任务中，例如活细胞 RNA 成像和可编程 RNA 转录调控。第三，该技术的专利布局与产业合作动向，关注是否有诊断或制药公司跟进，将该技术推向临床产品开发。监管层面，因涉及基因编辑和诊断工具，需关注产品合规性及相关伦理审查。

来源：Readhub · AI