CRISPR 系统是基因工程的强大工具，但也有其局限性。现在，科学家在细菌的原生栖息地发现了近 200 种新的 CRISPR 系统，并发现其中一些系统可以比现有系统更精确地编辑人类细胞。

CRISPR-Cas9 基因编辑工具是过去十年中最重要的科学发展之一，它的发现者因此获得了诺贝尔化学奖。科学家可以利用它对人体细胞进行高效的剪切和粘贴编辑，从而有可能治疗多种疾病，以及改良作物、控制害虫和操纵细菌。

该系统包含一个引导 RNA，该引导 RNA 以 DNA 片段（如致病 DNA 片段）为目标，然后使用一种酶（通常是 Cas9）剪切掉该序列，并用更有益的东西取而代之。最近，人们开发出了具有其他特性的 Cas9 替代品，包括更高的精度或更大的编辑范围。

现在，这个家族有可能变得更大。布罗德研究所、麻省理工学院和美国国立卫生研究院（NIH）的研究人员使用一种算法来寻找新的CRISPR系统。在自然界中，CRISPR是细菌使用的一种自卫工具，因此研究小组对三个细菌数据库进行了深入研究，这些细菌存在于南极湖泊、酿酒厂和狗的唾液等不同环境中。在这种情况下，研究小组将算法设定为寻找与CRISPR相关的基因。

几周内，该系统就识别出了数千个CRISPR系统，其中包括188个科学界以前未知的系统。在实验室测试中，它们展示了一系列功能，既属于已知类别，也属于全新类别。

其中有几种属于 I 型 CRISPR 系统，它们的引导 RNA 序列比 Cas9 长。这意味着它们可以更精确地指向目标，降低脱靶编辑的风险--这是CRISPR基因编辑的主要问题之一。在测试中发现，其中两个I型系统能够编辑人体细胞，而且它们的大小应该允许它们以目前用于CRISPR-Cas9的相同包装进行递送。

另一种 I 型系统显示了所谓的"附带活性"，即在与目标结合后分解核酸。这种机制以前曾用于诊断工具（如 SHERLOCK），可以从只有一个 DNA 或 RNA 分子的样本中识别疾病。

研究还发现了一种针对 RNA 的 VII 型系统，它可以通过 RNA 编辑开启一系列新工具。其他系统可用于记录某些基因的表达时间，或作为细胞活动的传感器。

这项研究不仅极大地扩展了可能的基因编辑工具领域，而且表明，探索隐蔽环境中的微生物生态系统可能会给人类带来潜在的益处。

这项研究的共同第一作者苏米亚-卡南（Soumya Kannan）说："其中一些微生物系统只在煤矿的水中被发现。如果不是有人对此感兴趣，我们可能永远都不会看到这些系统。扩大取样多样性对于继续扩大我们发现的多样性非常重要。"

这项研究发表在《科学》杂志上。