德国汉诺威医学院研究团队成功开发出三种新型基因编辑工具的优化方案，显著提升了CRISPR/Cas系统的基因编辑效率。这项发表于《核酸研究》的研究由Tobias Cantz教授和Reto Eggenschwiler博士主导，通过对Cas9酶变体进行定向改造，为遗传疾病治疗提供了更精准的基因编辑工具。

研究团队针对iSpyMac、Cas9-SpRY和Cas9-SpG三种Cas9变体进行了分子结构优化。Eggenschwiler博士表示：“我们首先改进了一种名为iSpyMac的Cas9酶，它可以用来专门针对NAAN-PAM。”这些经过优化的基因编辑工具在DNA靶向效率方面获得显著提升，其中某些位点的相互作用增强达四倍。该研究通过人工智能建模与高性能计算模拟，精确识别了影响Cas9变体与DNA结合的关键结构区域。

经过分子改造的基因编辑工具展现出更灵活的PAM序列适应性。Cas9-SpRY变体实现了近乎无PAM限制的DNA切割能力，而Cas9-SpG变体仅需单个鸟嘌呤核苷酸即可完成识别。研究人员计划运用这些新型基因编辑工具治疗α-1抗胰蛋白酶缺乏症，该遗传疾病会导致肺部和肝脏进行性损伤。研究助理Mika Opitz指出：“我们希望用正确的变体替换这个有缺陷的碱基。”

这些技术进步为遗传疾病治疗策略提供了新方案。优化后的基因编辑工具能够更有效地在基因组特定位置进行定向修饰，为开发永久性遗传疾病治疗方法创造了条件。随着基因编辑工具的持续完善，未来有望为更多遗传性疾病提供治疗选择。

更多信息： Reto Eggenschwiler 等，PAM 相互作用结构域 51 号转角螺旋基序可增强 Cas9–SpRY 活性，Nucleic Acids Research (2025) 。期刊信息： 核酸研究