近日，核酸研究领域知名期刊Nucleic Acids Research（影响因子16.97）在线发表了我校肖易倍教授团队的最新研究成果“Sequence specific integration by the family 1 casposase from Candidatus Nitrosopumilus koreensis AR1”。我校2018级博士生王霄科为本文第一作者，我校2016级理科基地班毕业生，美国约翰霍普金斯大学在读博士袁沁玲为第二作者，肖易倍教授及陆美玲副教授为本文通讯作者，中国药科大学为本文唯一通讯单位。
CRISPR-Cas1是CRISPR-Cas系统中免疫记忆获取阶段的主要参与者，其几乎普遍存在于所有类型的CRISPR-Cas系统中，免疫记忆的获取是后续CRISPR-Cas免疫干扰和摧毁外源入侵遗传物质的基础。但目前对免疫记忆获取阶段的分子机制和多种CRISPR-Cas1整合机制的理解仍然不足，这也制约着基于Cas1所开发的相关分子记录器或基因定点插入工具的应用。
Casposase是一类新发现的CRISPR-Cas1相关整合酶，主要包括4个家族，领域内目前的研究还主要集中于2型家族的casposase。而对于C端缺失HTH结构域、分子量更小、进化学上更接近于CRISPR-Cas1的1型家族casposase的研究还仅限于生物信息学，缺乏相关的生化活性与功能分析。肖易倍教授团队系统性地对1型家族casposase的DNA位点特异性的插入活性进行研究。主要的研究结果包括：Ca. N. koreensis casposase整合target中靶位点重复序列(target site duplication，TSD)的确定、整合反应所需的最短前导序列的确定、TSD序列中关键整合位点的确定、整合序列长度范围及其介导其插入活性的关键氨基酸位点的确定和潜在的分子作用机制。同时，该研究还首次从生化角度证明与部分CRISPR-Cas1相似，casposon内存在分子标尺（molecular ruler）可控制整合反应的位置，进而维持其遗传信息的稳定，这一发现也进一步揭示了casposon与CRISPR间的功能联系，为阐明二者的进化学关系提供生化基础。本项研究工作既扩展了对1型家族casposase的认识，也为开发新一代基因定点插入工具奠定了理论基础。
该研究工作获得科技部国家重点研发计划项目和国家自然科学基金面上项目以及中国药科大学天然药物活性组分与药效国家重点实验室研究课题的资助。
原文地址：https://academic.oup.com/nar/advancearticle/doi/10.1093/nar/gkab725/6357093?searchresult=1
（供稿单位：药学院，撰写人：王宵科）