CRISPR 系統是基因工程的強大工具，但也有其限制。現在，科學家在細菌的原生棲息地發現了近200 種新的CRISPR 系統，並發現其中一些系統可以比現有系統更精確地編輯人類細胞。

CRISPR-Cas9 基因編輯工具是過去十年中最重要的科學發展之一，它的發現者因此獲得了諾貝爾化學獎。科學家可以利用它對人體細胞進行高效的剪切和粘貼編輯，從而有可能治療多種疾病，以及改良作物、控制害蟲和操縱細菌。

該系統包含一個引導RNA，該引導RNA 以DNA 片段（如致病DNA 片段）為目標，然後使用一種酶（通常是Cas9）剪切掉該序列，並用更有益的東西取而代之。最近，人們開發了具有其他特性的Cas9 替代品，包括更高的精確度或更大的編輯範圍。

現在，這個家族有可能變得更大。布羅德研究所、麻省理工學院和美國國立衛生研究院（NIH）的研究人員使用一種演算法來尋找新的CRISPR系統。在自然界中，CRISPR是細菌使用的自衛工具，因此研究小組對三個細菌資料庫進行了深入研究，這些細菌存在於南極湖泊、釀酒廠和狗的唾液等不同環境中。在這種情況下，研究小組將演算法設定為尋找與CRISPR相關的基因。

幾週內，該系統就辨識出了數千個CRISPR系統，其中包括188個科學界以前未知的系統。在實驗室測試中，它們展示了一系列功能，既屬於已知類別，也屬於全新類別。

其中有幾種屬於I 型CRISPR 系統，它們的引導RNA 序列比Cas9 長。這意味著它們可以更精確地指向目標，降低脫靶編輯的風險–這是CRISPR基因編輯的主要問題之一。在測試中發現，其中兩個I型系統能夠編輯人體細胞，而且它們的大小應該允許它們以目前用於CRISPR-Cas9的相同包裝進行遞送。

另一種I 型系統顯示了所謂的”附帶活性”，即在與目標結合後分解核酸。這種機制先前曾用於診斷工具（如SHERLOCK），可以從只有一個DNA 或RNA 分子的樣本中識別疾病。

研究也發現了一種針對RNA 的VII 型系統，它可以透過RNA 編輯開啟一系列新工具。其他系統可用於記錄某些基因的表達時間，或作為細胞活動的感測器。

這項研究不僅大大擴展了可能的基因編輯工具領域，而且表明，探索隱藏環境中的微生物生態系統可能會為人類帶來潛在的益處。

這項研究的共同第一作者蘇米亞-卡南（Soumya Kannan）說：「其中一些微生物系統只在煤礦的水中被發現。如果不是有人對此感興趣，我們可能永遠都不會看到這些系統。擴大取樣多樣性對於繼續擴大我們發現的多樣性非常重要。”

這項研究發表在《科學》雜誌。