生物試劑在古菌域中發(fā)現(xiàn)了Cas9
目前人們在細菌中發(fā)現(xiàn)了很多Cas酶，其中zui常用的來自釀膿鏈球菌（Streptococcus pyogenes）。不同來源的Cas酶，其特性也不盡相同，雖然目前的CRISPR-Cas系統(tǒng)已相當成熟而強大，但是人們還是希望找到更多的Cas酶，以發(fā)掘更多的應用潛力：如尋找更小的Cas酶，因為現(xiàn)在使用的Cas酶是較大的蛋白，將其轉入細胞中較為困難；再比如，Cas酶的作用需要依賴PAM（protospacer adjacent motif）的短DNA 序列，如釀膿鏈球菌中的Cas9酶需要識別的序列是NGG等，這在一定程度上會限制Cas9的基因編輯范圍，生物試劑發(fā)現(xiàn)更多的Cas酶，則意味著可以識別更多的PAM序列，擴展基因編輯的范圍。
我們知道Cas酶來自于細菌，而人類真正培養(yǎng)和認識的細菌非常有限，還有更多的細菌在我們生活的環(huán)境中，不為人所知。因此，研究人員決定直接從地下水、土壤、嬰兒腸道、酸性礦坑水等富含各種微生物的環(huán)境中取材，雖然研究者們不能培養(yǎng)這些微生物，但是卻可以獲得它們的宏基因組信息，將這T數(shù)量級（terabase-scale）的宏基因組信息與CRISPR和Cas1序列進行類比。功夫不負有心人，生物試劑研究者們發(fā)現(xiàn)了兩類新型的CRISPR–Cas系統(tǒng)，并將其命名為CRISPR–CasX 和CRISPR–CasY，其中CasX蛋白約有980個氨基酸、CasY蛋白約有1200個氨基酸，它們是目前已知zui小的CRISPR–Cas系統(tǒng)，因此具有巨大的基因編輯潛力。
隨后，研究者們在大腸桿菌（E。 coli）中對這兩類CRISPR–Cas系統(tǒng)進行了功能檢測，發(fā)現(xiàn)他們在特定的tracr gRNA的引導下，均可以與目標DNA相互作用。但是，研究者沒有進行更深入的DNA切割、哺乳動物細胞等驗證。
此外，研究人員還在古菌域中發(fā)現(xiàn)了Cas9。而過去學術界一直認為古細菌沒有此類基因編輯系統(tǒng)，這大大更新了人們對這一系統(tǒng)的認識。
以CRISPR-Cas系統(tǒng)為代表的基因編輯技術可以實現(xiàn)對DNA片段的敲除、加入等，現(xiàn)在，以及可預計的未來，在生命科學基礎研究、基因治療等醫(yī)學領域?qū)⒂袠O大的應用潛力。因此，圍繞CRISPR-Cas系統(tǒng)的爭奪的也非常激烈。
2012年6月28日，詹妮弗·杜德納實驗室在《科學》（Science）在線發(fā)表論文，報告利用CRISPR-Cas9系統(tǒng)在體外實驗中，實現(xiàn)了對DNA序列的編輯； 2013年1月29日，杜德納實驗室將這一技術成功應用在人類細胞中的論文發(fā)表在Elife上。而美國麻省理工學院博德研究所的張鋒實驗室已將這一系統(tǒng)應用在人類細胞上的研究論文，并在2013年1月3日在線發(fā)表于《科學》。生物試劑通過繳納快速審核費用，張鋒拿到了CRISPR-Cas9系統(tǒng)應用于哺乳動物細胞的。加州大學伯克利分校后提出訴訟，以爭奪這一的歸屬權。目前，美國商標局尚未做出zui終裁決。