新的CRISPR工具靶向哺乳動物細胞中的RNA

麻省理工學院和哈佛大學廣泛研究所的研究人員表明，基于CRISPR的編輯系統(tǒng)可以切割和結(jié)合哺乳動物細胞中的RNA。本周在“自然”雜志的一篇論文中，研究小組使用CRISPR-Cas13(研究人員幫助發(fā)現(xiàn))降低RNA水平和“標記”RNA，以便在細胞內(nèi)觀察和追蹤它們。研究人員之前使用CRISPR-Cas13靶向細菌細胞中的RNA，但證明該系統(tǒng)可以在哺乳動物細胞中安全有效地工作，這是使用該系統(tǒng)研究人類生物學和疾病的關鍵一步。

擁有這種用于調(diào)節(jié)哺乳動物細胞中RNA的可編程工具，為學習細胞如何發(fā)揮作用創(chuàng)造了新的機會，并有可能為設計更安全的治療方法。不像編輯DNA，它會對細胞基因組進行永久性改變，靶向RNA可以使研究人員進行臨時改變，改變基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)量，而不是完全停止生產(chǎn)。

“即使我們有很好的工具來刪除基因，它們?nèi)杂泻芏嗑窒扌裕够蚬δ苎芯孔兊美щy，”共同第一作者Omar Abudayyeh解釋說，他是Broad核心成員和麻省理工學院副教授的研究生。馮章“Cas13允許你降低基因表達水平而不完全消除它們，這對于研究基因很有用，并且可能提供一種毒性較小的治療方法來糾正遺傳性疾病。”

由張氏實驗室的科學家領導的研究小組測試了來自15種不同微生物的Cas13酶，以找到最適合該任務的Leptotrichia wadei(LwaCas13a)。使用LwaCas13a使他們能夠切割目標RNA中的特定位點，其特異性高于當前RNA-knockdown選擇工具RNA干擾(RNAi)。盡管RNAi可能是一種有用的工具，但它往往會導致不必要的脫靶效應，使實驗難以解釋。Cas13顯著降低了這種脫靶效應。

Zhang的研究小組還證明，Cas13結(jié)合RNA但不切割它的所謂“死亡”變體可以與明亮的熒光“標簽”結(jié)合，以便在細胞內(nèi)移動時可視地跟蹤目標RNA。

“我們在這里設計的Cas13工程用于綁定和成像轉(zhuǎn)錄本，顯示了該平臺對開發(fā)更廣泛的監(jiān)測和操作RNA工具的承諾，”共同第一作者Jonathan Gootenberg補充道，他也是張氏實驗室的研究生。以及Broad核心成員Aviv Regev的實驗室。

研究人員指出，CRISPR-Cas13天然結(jié)合RNA的能力也使其比其他技術(shù)更容易使用，目前需要研究人員修改生物體的基因組以創(chuàng)建結(jié)合位點。這些特征可以使CRISPR-Cas13成為生物學家研究基因功能工具箱的重要補充;研究人員可以通過非營利性質(zhì)粒庫Addgene獲得CRISPR-Cas13工具。

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