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        科學家們第一次使用CRISPR-Cas9靶向活細胞中的RNA
        
			
        
				2019-01-26 11:05:57
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        存儲在DNA中的遺傳密碼決定了從我們眼睛的顏色到我們對疾病的易感性的一切。這促使科學家對人類基因組進行測序并開發(fā)改變遺傳密碼的方法，但許多疾病與不同的基本分子有關：RNA。作為從細胞核攜帶遺傳密碼的中間遺傳物質，科學家長期以來一直尋求一種有效的方法來靶向活細胞中的RNA。加利福尼亞大學圣地亞哥醫(yī)學院的研究人員現在通過將流行的DNA編輯技術CRISPR-Cas9應用于RNA來實現這一目標。
        

        科學家們第一次使用CRISPR-Cas9靶向活細胞中的RNA
        

        該研究報告于2016年3月17日發(fā)表于Cell。
        

        “據我們所知，這項工作是用CRISPR-Cas9靶向活細胞中RNA的第一個例子，”資深作者，細胞與分子醫(yī)學副教授Gene Yeo博士說。“我們目前的工作重點是跟蹤細胞內RNA的運動，但未來的發(fā)展可以使研究人員能夠測量其他RNA特征或推進治療方法以糾正導致疾病的RNA行為。”
        

        RNA在細胞中的位置 - 以及它何時何地到達 - 可以影響蛋白質是否在適當的時間和地點產生。例如，對于大腦中神經元連接重要的蛋白質(稱為突觸)是由位于這些接觸處的RNA產生的。有缺陷的RNA轉運與從孤獨癥到癌癥的許多疾病有關，研究人員需要測量RNA運動的方法，以便開發(fā)這些疾病的治療方法。
        

        編輯和測量DNA的努力 - 作為改變蛋白質生產，研究潛在生物學和糾正缺陷來治療疾病的手段 - 幾年前得到了很大的推動。那時研究人員發(fā)現他們可以使用CRISPR-Cas9，這是一種天然存在的防御機制，細菌用來抵御入侵的細菌，并將其用于編輯哺乳動物系統(tǒng)中的基因。
        

        通常，CRISPR-Cas9的工作方式如下：研究人員設計了一種“指導”RNA，以匹配特定靶基因的序列。RNA將Cas9酶導向基因組中的所需位點，在此處切割DNA。細胞不精確地修復DNA斷裂，從而使基因失活，或者研究人員用修正版本的基因替換切口附近的切片。
        

        到目前為止，CRISPR-Cas9只能用于操縱DNA。加州大學伯克利分校的Yeo及其同事已應用該技術開發(fā)了一種靈活的靶向活細胞RNA的方法，也稱為靶向RNA的Cas9(RCas9)。
        

        為了靶向RNA而不是DNA，研究人員改變了CRISPR-Cas9系統(tǒng)的幾個特征。在加州大學伯克利分校的共同作者Jennifer Doudna博士的前期工作基礎上，他們設計了一種稱為PAMmer的短核酸，它與指導RNA一起將Cas9導向RNA分子。
        

        為了測試該系統(tǒng)，Yeo的團隊針對編碼蛋白質ACTB，TFRC和CCNA2的RNA。然后他們看到Cas9與熒光蛋白融合，揭示了RNA在應力顆粒中的運動，這是一種蛋白質和RNA的簇，當細胞處于壓力下時，它們在細胞的胞質溶膠(細胞核外的區(qū)域)中形成。應激顆粒與神經退行性疾病有關，例如肌萎縮側索硬化癥(ALS)。該系統(tǒng)使團隊能夠在活細胞中隨時間跟蹤RNA ，而無需其他RNA跟蹤技術中常用的人工標簽 - 這種方法可能會干擾正常的細胞過程。
        

        “CRISPR-Cas9基于其靶向和修飾人類DNA的能力支持基因組學和醫(yī)學領域的革命，”加州大學圣地亞哥雅各布斯工程學院的研究生，該研究的第一作者David Nelles說。“DNA是生命的基本組成部分，我們剛剛開始看到基因組工程對CRISPR-Cas9的影響，但包括癌癥和自閉癥在內的許多疾病與另一種基本生物分子-RNA的問題有關。”
        
			

			
          
        
			
        
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