張貼日期
2026-06-15 00:00:00
主旨
自然界的相互對抗: CRISPR-Cas vs Anti-CRISPR
內容大綱
細菌與噬菌體在演化過程中的「軍備競賽」：細菌利用 CRISPR-Cas 系統作為防禦機制，而噬菌體則演化出 Anti-CRIPSR protein (Acrs) 作為「關閉開關」來中和這些免疫系統。這些CRISPR抑制劑在應用上具有極高價值，因為它們能精準控制基因編輯的時間與強度，進而減少脫靶效應。
雖然自 2013 年以來科學界已辨識出超過 44 個 Acr 家族，但傳統分析方法正面臨侷限。由於自然界中的 Acr 序列極具多樣性且缺乏同源性，難以透過常規的生物資訊工具大規模發現新序列；此外，像是具有 RNA 靶向潛力的 Cas13a 系統，目前仍缺乏高效的自然抑制劑，限制了其應用範圍。
為了克服這些限制，科學家利用 RFdiffusion 與 ProteinMPNN 等生成式 AI 工具進行的蛋白質設計。透過 AI，研究人員能針對 Cas13a 的核心功能區域精準設計出能抑制其識別目標序列功能的蛋白支架。這種方式將研發週期大幅縮短至 8 週，展現了 AI 在蛋白質工程中的強大效率與優勢。這項研究進展預示了未來將可以為任何 CRISPR 系統開發「專屬抑制劑」，為精準農業與醫療研發提供更靈活、安全的調控手段，開展 CRISPR 調控技術的新紀元。