近日，我校肖易倍教授團隊與新加坡國立大學駱敏教授團隊合作，在一流期刊MOLECULAR CELL發表題為 “Structural basis for Cas9-directed spacer acquisition in type II-A CRISPR-Cas systems”的研究性論文，并被選為封面論文。我校藥學院李兆星研究員、博士研究生李鈺濤為論文共同第一作者，藥學院肖易倍教授、生命科學與技術學院陸美玲副教授和新加坡國立大學駱敏教授為論文共同通訊作者，中國藥科大學為論文第一通訊單位。

Cas9核酸酶可在由CRISPR轉錄加工來的guide RNA引導下，特異性識別并切割互補配對的靶標DNA。該機制的闡明催生了革命性基因編輯工具CRISPR-Cas9，并獲得2020年諾貝爾化學獎，是生命醫學領域近三十年最大的突破之一。CRISPR-Cas9系統通過將外源DNA片段整合進CRISPR陣列建立可遺傳的“免疫記憶”，是Cas9發揮免疫功能的前提。這一過程需要從外源DNA中篩選出PAM序列相鄰的前間隔序列（prespacer），并以正確長度和方向整合進基因組，為后續精準識別提供基礎。Cas9參與了免疫記憶的獲取，但具體機制尚不清楚，這也是CRISPR-Cas9系統的作用機制中遺留的最重要科學問題之一。

針對這一關鍵問題，研究團隊解析了Cas9、Csn2與Cas1-Cas2組成的四蛋白復合體結構，并發現Cas9在適應階段發揮“偵察—篩查”的關鍵作用。Cas9可沿DNA進行PAM掃描并篩選候選片段，而Csn2則通過捕獲DNA末端并對DNA長度進行定標，使候選片段形成約30 bp的標準前間隔序列。隨后Cas9解離觸發復合體結構重排，使Cas1-Cas2整合酶接管并完成DNA整合。該研究揭示了II-A型CRISPR系統中Cas9如何指導Cas1-Cas2整合酶識別PAM、篩選DNA與前間隔序列整合之間的協同機制，極大加深了對Cas9參與CRISPR免疫記憶形成機制的理解。

我校陳美容教授，研究生孔健平、武倩倩、黃平平、張煜、吳宛倩、曾婷及本科生劉勇峰、林瀚豐、侯力裘、劉宮羽，新加坡國立大學胡純一教授、何雨瞳博士及艾迪貝克公司楊振煌博士等對本研究亦作出了重要貢獻。本研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的支持。

全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2026.01.024

期刊封面

II-A型CRISPR-Cas系統間隔序列獲取機制圖

（供稿單位：藥學院，撰寫人：劉華，審稿人：劉帆）