登上Cell子刊封面：复旦大学开发出最强Fanzor基因编辑系统，单个AAV递送，实现高效体内基因编辑

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

以CRISPR-Cas9和CRISPR-Cas12系统为代表的可编程核酸酶能够对目标 DNA 进行精确的基因编辑。

在已鉴定的 Cas 蛋白中，SpCas9 和 AsCas12a 表现出强大的基因编辑活性。然而，最常用的体内基因递送载体——腺相关病毒（AAV）的最大包装容量为 4.7 kb，这不足以将 SpCas9（1368 个氨基酸）或 AsCas12a（1307 个氨基酸）封装进单个 AAV 载体中，需要拆分后使用双 AAV 载体进行递送。

2023 年 6 月，CRISPR 基因编辑先驱张锋教授在Nature期刊发表论文，首次在真核生物中发现了一种 CRISPR 样系统——Fanzor，这是一种 RNA 引导的 DNA 切割酶，可在重编程后实现对人类基因组的精准基因编辑。更重要的是，这种新型CRISPR样系统，可以在重编程后实现对人类基因组的编辑。Fanzor 非常紧凑，仅为 400-700 个氨基酸，非常适合通过单个腺相关病毒（AAV）进行体内递送。此外，其真核细胞起源，有望降低在人类细胞中的免疫原性。

然而，Fanzor 系统在哺乳动物和人类基因组编辑中效率低下，限制了其进一步应用。因此，有必要通过基因工程改造提高其在在人类细胞中的基因编辑效率。

2025 年 11 月 20 日，复旦大学附属眼耳鼻喉科医院周行涛、黄锦海、赵国丽团队在 Cell 子刊Molecular Cell上发表了题为：Engineered hypercompact Fanzor-ωRNA system with enhanced genome editing activity 的研究论文，该论文还被选为当期封面论文。

该研究通过工程化改造，开发了具有更强基因组编辑 活性的超紧凑型Fanzor-ωRNA系统，编辑效率提升了 6-129 倍，使其成为目前 Fanzor1 家族中活性最强的 RNA 引导的真核内切核酸酶。其还可被开发为碱基编辑器。更重要的是，该系统体积小巧，可通过单个 AAV 递送至体内，实现稳健的体内 基因组编辑，有望应用于基础研究和疾病治疗。

两条自主航行的白色小船沿着精确绘制的 DNA 河流前行，象征着由单个 AAV 递送的源自真核生物的 Fanzor 编辑器。阳光穿透云层，照亮大海，暗示着疾病治疗的希望。当小船抵达阳光照耀的航标时，DNA 双螺旋从蓝色变为金色，标志着精准基因组编辑。旁边，两条满载的木船在汹涌的海浪中艰难前行，划桨者奋力朝着目标前进——代表着体积更大的 Cas9 编辑器和双 AAV 递送系统。

作为在真核生物中发现的首个可编程的 RNA 引导的 DNA 核酸酶，Fanzor以其紧凑的结构在基因组编辑方面展现了巨大潜力。研究显示，Fanzor广泛存在于真核生物（Fanzor1）及其相关病毒（Fanzor2）中，然而，编辑效率低下限制了其在哺乳动物和人类基因组编辑中的应用。

在这项最新研究中，研究团队开发了一种基于 Fanzor 的小型化基因编辑系统——SpuFz1 V4，在人类基因组中展现了强大的基因编辑能力。通过对来自土壤真菌

Spizellomyces punctatus

研究团队通过将 DNA 切割活性丧失的 SpuFz1 与脱氨酶融合，开发出了基于 Fanzor 的碱基编辑器，实现了高效的 A·T-to-G·C 和 C·G-to-T·A 的单碱基编辑，证明了 Fanzor 平台在腺嘌呤碱基编辑和胞嘧啶碱基编辑中的适用性。

此外，研究团队进一步验证了 SpuFz1 V4 的体内编辑潜力，，得益于 SpuFz1 V4 的紧凑结构，单个 AAV 就足以递送 SpuFz1 V4 及其 ωRNA，将其注射到小鼠视网膜下，在体内高效编辑了

Nfkb1

该研究的核心发现：

• 对真核生物 Fanzor SpuFz1 进行理性工程改造，获得了超强活性的 SpuFz1 V4；

• DNA 脱氨酶与 SpuFz1 融合，实现腺嘌呤和胞嘧啶碱基编辑；

• 紧凑型 SpuFz1 V4 支持单个 AAV 递送用于体内治疗应用。

总之，我们的研究展示了一种经过工程改造的超紧凑型真核生物内切酶，它在哺乳动物细胞中具有强大的基因编辑能力。

论文链接：

https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(25)00816-0