Science：重大进展！基因编辑大牛张峰团队发现一种新的基因编辑系统TIGR-Tas，有望开发出更高效的基因编辑疗法

在基因编辑领域，CRISPR-Cas9系统无疑是一场革命，但科学家们并未停止探索的脚步。最近，来自麻省理工学院麦戈文研究所和布罗德研究所的研究人员发现了一种名为TIGR（Tandem Interspaced Guide RNA，串联间隔引导RNA）的新型RNA引导系统，为基因编辑工具箱增添了新的潜力。这项研究发表在《Science》杂志上，揭示了TIGR系统的独特优势及其在基因编辑中的广泛应用前景。

TIGR系统使用RNA引导其到达DNA上的特定位点，并且可以通过重编程靶向任何感兴趣的DNA序列。与CRISPR等其他RNA引导系统相比，TIGR系统不仅模块化，还非常紧凑，这使得它在治疗应用中更易于递送。

领导这项研究的麻省理工学院神经科学教授Feng Zhang表示：“这是一种非常通用的RNA引导系统，具有许多不同的功能。”TIGR系统由TIGR相关蛋白（Tas蛋白）和引导RNA（gRNA）组成，这些蛋白共享一个特征性的RNA结合成分，能够与gRNA相互作用，从而精准定位基因组中的特定位置。

Zhang团队此前已经将细菌CRISPR系统改造成基因编辑工具，彻底改变了现代生物学。然而，他们并未止步于此。为了寻找新的可编程系统，团队将注意力集中在CRISPR-Cas9蛋白的一个关键结构特征上——其与gRNA结合的能力。

通过搜索数亿种具有已知或预测结构的生物蛋白，团队发现了一种名为IS110的蛋白，该蛋白能够结合RNA。随后，他们利用人工智能（AI）对发现的蛋白进行分类，最终发现了超过20000种不同的Tas蛋白，主要存在于感染细菌的病毒中。这些蛋白由具有规则间隔的重复序列的基因编码，类似于CRISPR系统的重要组成部分。

TIGR系统的“独特优势”

TIGR系统的一个显著优势是其灵活性。与CRISPR系统不同，TIGR-Tas蛋白不需要靶向DNA两侧的特定基序（如PAM），这意味着理论上基因组中的任何位点都可以被靶向。此外，TIGR系统具有“双引导系统”，能够与DNA双螺旋的两条链相互作用，从而确保其仅在gRNA的引导下发挥作用。

另一个重要优势是Tas蛋白的紧凑性。它们的平均大小仅为Cas9的四分之一，这使得它们更容易递送，克服了基因编辑工具在治疗应用中的主要挑战之一。

TIGR系统的发现管道

从实验室到临床应用

Zhang团队对数十种Tas蛋白进行了实验，证实其中一些可以经编程后对人类细胞中的DNA进行靶向切割。这一发现为TIGR系统在研究和治疗中的应用奠定了基础。

目前，团队正在研究TIGR系统在病毒中的自然作用，并探索如何将其应用于人类细胞。他们还确定了其中一种Tas蛋白的分子结构，这将有助于提高其效率。此外，团队还注意到TIGR-Tas系统与人类细胞中某些RNA加工蛋白之间的联系，这为进一步研究提供了新的方向。

Zhang表示：“我认为，关于这些系统在人类中的应用，还有更多的研究要做。这可能帮助我们更好地理解它们的潜力。”

未来的希望

TIGR系统的发现不仅扩展了基因编辑工具箱，还为未来的研究和治疗提供了新的可能性。随着科学家们对TIGR系统的深入研究，我们有理由相信，这一“新成员”将在基因编辑领域发挥越来越重要的作用，为人类健康带来更多突破。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Guilhem Faure et al, TIGR-Tas: A family of modular RNA-guided DNA-targeting systems in prokaryotes and their viruses, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adv9789.