CRISPR-Cas系统是在原核生物中所发现的聚簇规则间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeat,CRISPR)和CRISPR相关蛋白(CRISPR-associated protein,Cas)。CRISPR-Cas原本是原核生物中的一套由RNA引导的获得性免疫系统,近年来由于CRISPR家族中的Cas9蛋白被改造成广泛应用的基因编辑工具,引发生物医药研究手段的巨大变革。我们的研究首先阐明了CRISPR-Cas系统是如何利用保守的Cas1-Cas2蛋白复合物获得这种免疫功能,既Cas9寻找靶标DNA所需的引导RNA(gRNA)的转录模板是如何被获取的。第二,我们研究了分布最为广泛的I类的CRISPR-Cas系统是如何寻找并切割靶标DNA的作用机制。和现在广泛应用的CRISPR-Cas9相比,Ⅰ类系统有着不同的靶标DNA结合机制和切割方式。最后我们将探讨这些新的CRISPR-Cas系统在药物靶标发现中的潜在应用。