Science | 继CRISPR-Cas9系统后，张锋院士又发现了TIGR-Tas这一新型系统

CRISPR-Cas 系统是存在于细菌等微生物中的免疫系统，由 CRISPR 序列和 Cas 蛋白组成，可识别切割外来核酸，用于基因编辑等生物技术。

2022 年 2 月 28 日，美国专利商标局裁定，张锋院士所在的博德研究所团队是第一个将 CRISPR-Cas9 技术用来编辑动物和人类细胞的团队，进一步确认了其在该领域的专利地位。过往通过对 SaCas9 和 AsCas12a 核酸酶进行了深入分析，成功设计出低免疫原性的变体，显著降低了免疫反应，为基因治疗提供了更安全有效的工具。

2025 年 2 月 27 日，麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的张锋院士团队在Science期刊上发表了最新研究论文“TIGR-Tas: A family of modular RNA-guided DNA-targeting systems in prokaryotes and their viruses”，该研究发现了 TIGR-Tas 这一新型模块化 RNA 引导的 DNA 靶向系统家族。

TIGR-Tas 系统的发现与鉴定：研究人员从 Cas9 的引导 RNA 相互作用结构域出发，经迭代结构和序列同源性挖掘，在噬菌体和寄生细菌中发现了由 TIGR 阵列和 Tas 蛋白构成的 TIGR-Tas 系统，该系统的Tas 蛋白含有 Nop 结构域，且部分还融合了 HNH（TasH）或 RuvC（TasR）核酸酶结构域。

TIGR 阵列的加工与靶向机制：研究人员发现tigRNAs是由TIGR 阵列加工而成的36-nt RNA，其可通过串联间隔区靶向机制来指导序列特异性DNA结合，他们运用核酸测序和体外结合实验等方法，验证了 tigRNAs 与靶 DNA 的结合特性，解释了 TIGR-Tas 系统是如何精准定位目标 DNA的。

TasR 的功能验证与应用潜力：研究人员通过定点突变、体外切割实验以及在人类细胞中的测试，证实TasR 可重编程用于精确 DNA 切割，但TasR 在不同序列靶点和不同细胞环境下存在不同的切割效率，该功能验证为其在基因编辑领域的潜在应用提供了数据支持。

TasR 的结构解析与进化意义：研究人员解析了TasR 的结构，发现它与 box C/D snoRNPs 和 IS110 RNA 引导的转座酶极为相似。这一结构相似性为 RNA 引导系统的进化研究提供了重要线索，表明不同 RNA 引导系统在进化上或许存在紧密联系，有助于深入探究此类系统的演化历程。

总之，该研究全面深入地剖析了 TIGR-Tas 系统，详细解析了其组成、作用机制、功能以及进化关系。这些发现不仅加深了人们对原核生物基因调控和防御机制的理解，也为开发新型基因编辑工具提供了新的思路和潜在靶点。

参考资料：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adv9789

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