近日，华中农业大学联合崖州湾国家实验室等单位在Molecular Therapy期刊上发表最新研究成果。崖州湾国家实验室赵书红教授、华中农业大学李新云教授和谢胜松教授为该论文的共同通讯作者。

该研究获得一种新型Cas12a变体——PcuCas12a MAX（亦称Gs12-7MAX），展现出优异的基因组编辑性能。研究团队还鉴定出四种具有不同单链DNA反式切割活性的Cas12a变体。研究团队从海量微生物宏基因组数据中成功识别出多个此前未被表征的Cas12a家族新成员。通过系统筛选出21种蛋白结构保守但氨基酸序列高度分化的候选蛋白，并系统评估其顺式与反式切割活性。

高保真PcuCas12a MAX，可实现多物种高效精准基因组编辑。通过比较顺式切割活性，研究团队发现PcuCas12a在候选蛋白中具有最高的核酸内切酶活性。在此基础上，结合结构预测指导的蛋白质工程化改造，成功构建了高保真变体PcuCas12a MAX。活性评估结果显示，PcuCas12a MAX在HEK293T细胞中的平均编辑效率与已知高活性变体AsCas12a Ultra相当，而GUIDE-Seq全基因组脱靶分析进一步表明，其编辑特异性显著优于后者。

研究重点评估了PcuCas12a MAX的跨物种基因组编辑能力。在小鼠模型中，针对Tyr基因的胚胎显微注射高效获得了白化表型F0代小鼠，验证了该工具在制备基因编辑动物模型中的高效性。

反式切割活性特异的Cas12a新变体，助力实现CRISPR多重核酸检测。通过比较反式切割活性，研究团队发现LcoCas12a、FcaCas12a、EsoCas12a和Mac2Cas12a四种新型Cas12a同源物，在与工程化改造的CRISPR RNA配对后，展现出独特的单链DNA反式切割特征。