新的CRISPR工具靶向哺乳动物细胞中的RNA

麻省理工学院和哈佛大学广泛研究所的研究人员表明，基于CRISPR的编辑系统可以切割和结合哺乳动物细胞中的RNA。本周在“自然”杂志的一篇论文中，研究小组使用CRISPR-Cas13(研究人员帮助发现)降低RNA水平和“标记”RNA，以便在细胞内观察和追踪它们。研究人员之前使用CRISPR-Cas13靶向细菌细胞中的RNA，但证明该系统可以在哺乳动物细胞中安全有效地工作，这是使用该系统研究人类生物学和疾病的关键一步。

拥有这种用于调节哺乳动物细胞中RNA的可编程工具，为学习细胞如何发挥作用创造了新的机会，并有可能为设计更安全的治疗方法。不像编辑DNA，它会对细胞基因组进行永久性改变，靶向RNA可以使研究人员进行临时改变，改变基因产生的蛋白质量，而不是完全停止生产。

“即使我们有很好的工具来删除基因，它们仍有很多局限性，使基因功能研究变得困难，”共同第一作者Omar Abudayyeh解释说，他是Broad核心成员和麻省理工学院副教授的研究生。冯章“Cas13允许你降低基因表达水平而不完全消除它们，这对于研究基因很有用，并且可能提供一种毒性较小的治疗方法来纠正遗传性疾病。”

由张氏实验室的科学家领导的研究小组测试了来自15种不同微生物的Cas13酶，以找到最适合该任务的Leptotrichia wadei(LwaCas13a)。使用LwaCas13a使他们能够切割目标RNA中的特定位点，其特异性高于当前RNA-knockdown选择工具RNA干扰(RNAi)。尽管RNAi可能是一种有用的工具，但它往往会导致不必要的脱靶效应，使实验难以解释。Cas13显着降低了这种脱靶效应。

Zhang的研究小组还证明，Cas13结合RNA但不切割它的所谓“死亡”变体可以与明亮的荧光“标签”结合，以便在细胞内移动时可视地跟踪目标RNA。

“我们在这里设计的Cas13工程用于绑定和成像转录本，显示了该平台对开发更广泛的监测和操作RNA工具的承诺，”共同第一作者Jonathan Gootenberg补充道，他也是张氏实验室的研究生。以及Broad核心成员Aviv Regev的实验室。

研究人员指出，CRISPR-Cas13天然结合RNA的能力也使其比其他技术更容易使用，目前需要研究人员修改生物体的基因组以创建结合位点。这些特征可以使CRISPR-Cas13成为生物学家研究基因功能工具箱的重要补充;研究人员可以通过非营利性质粒库Addgene获得CRISPR-Cas13工具。

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