RNA引导的CRISPR-Cas9系统被广泛应用于哺乳动物细胞的基因组编辑，在基因遗传病的治疗中展现出巨大的发展潜力。限制基因编辑工具应用的主要因素包括编辑活性、PAM限制、蛋白大小、特异性问题等。识别NGG PAM的SpCas9编辑活性高，是最常用的基因编辑工具。但SpCas9特异性较差，使用时往往伴随大量的有害突变。且当SpCas9用于基因治疗时，SpCas9太大无法被单个AAV递送。SaCas9虽然可以被单个AAV递送，但是向位点受复杂NNGRRT PAM的限制，编辑范围小。因此，为了实现基因治疗目的，可被单个AAV包装且更加全面的CRISPR/Cas系统的开发成为基因编辑领域亟待解决的重要问题。

作者通过对CjCas9同源蛋白的筛选，鉴定到3种天然的基因编辑工具（Hsp1Cas9、Hsp2Cas9、CcuCas9），其PAM分别为N4RAA、N4CC和N4CNA，扩大了基因编辑应用范围（图1）。为获得综合性质更优的编辑工具，作者以活性较高的Hsp1Cas9为骨架，与Hsp2Cas9的PI结构域嵌合，获得识别PAM为N4C和N4T的Hsp1-Hsp2Cas9（图2）。作者根据CjCas9晶体结构信息进行合理设计，得到了Hsp1-Hsp2Cas9-Y突变体，在不降低编辑活性的同时提高了精确性，为临床基因治疗应用提供了更加安全的编辑工具(图3)。

相关研究结果以“Genome editing with natural and engineered CjCas9 orthologs”为题发表于国际学术期刊《Molecular Therapy》（一区TOP期刊，IF=12.4）。复旦大学高思琪 、王瑶、齐涛为论文的共同第一作者，中国林业科学研究院华北林业实验中心刘慧慧以及复旦大学王永明、孙淑娜为论文的共同通讯作者。本研究得到国家重点研发计划（2021YFC2701103，2021YFA0910602）和国家自然基金（82070258, 31700571, 82270313）等项目的资助。