针对现有基因编辑工具酶不能同时高效编辑任意序列DNA和RNA底物的缺陷，本项目在第一代结构介导基因编辑工具（SGN系统）的基础上，继续改进，进一步提高了切割效率和靶向性，成功开发出一种具有我国自主知识产权无序列限制的第二代结构介导基因编辑工具——HpSGN系统。HpSGN系统是在原有SGN系统的基础上，引入了发卡探针（hpDNA），由FEN1蛋白和发卡探针（hpDNA）共同组成的基因编辑系统。FEN1蛋白能识别hpDNA的发卡结构，形成FEN1-hpDNA二元复合物；该二元复合物将由hpDNA上的指引序列指引，靶向结合到目标靶点上，FEN1蛋白的内切酶活性可对靶位点进行切割；而在FEN1蛋白的5’外切酶活性作用下，靶位点上因切割而产生的nick缺口会向下游方向扩大，从而产生大片段缺失突变，避免微小突变造成基因沉默不完全的可能。经典的CRISPR系统自2012年问世以来，掀起了基因编辑领域的一场技术革命，仅问世8年后，就获得了2020年诺贝尔化学奖。但是CRISPR系统在实际使用方面仍有一些不便之处的，针对这些问题，本课题组设计了HpSGN系统，相较于CRISPR，其具有以下几个特点：（1）具备同时切割DNA和RNA靶标的功能。CRISPR系统中，Cas9/12蛋白可用于DNA靶标的切割，Cas13蛋白可用于RNA靶标的切割，尚没有一种Cas蛋白被报道可同时编辑细胞的基因组DNA和RNA。本项目研发的HpSGN系统，被验证可以既可以编辑基因组DNA，也可以用于编辑mRNA，未来还可以用于lncRNA、miRNA、cirRNA、mtDNA等编辑，并具有开发为抗DNA/RNA病毒药物的前景。（2）不受靶标序列限制。CRISPR系统中，Cas蛋白要求与sgRNA探针结合的靶标序列中含有PAM序列，即要求靶标序列中的一段有固定的碱基搭配。本项目研发的HpSGN系统，对靶标的序列没有限制，理论上可以在基因组和转录组上切割任何位置的靶基因。（3）结构简洁、分子量和体积较小，利于递送。CRISPR系统中，Cas蛋白的分子量约为200-100 kDa，在细胞内使用常见的腺病毒进行递送过程中，由于还有供体DNA，较大的分子量和体积的Cas蛋白是不利于递送的。而本项目研发的HpSGN系统，其FEN1只有35 kDa，更利于胞内运送。