7月12日，顶尖学术期刊《科学》在线登载了有逻辑学者张锋教授团队的一项最新钻研：在短短2页论文里，科学家们简介了基于CRISPR体系启示出的一种新型RNA编辑工具。它能畴昔所未有的方式，对RNA发展单碱基的编辑。
CRISPR体系自问世以来，完全改动了人类对基因发展编纂与调控的方式。基于CRISPR体系，操纵Cas9或Cas12卵白，我们能胜利对DNA发展编纂。而经由另外一种叫做Cas13的卵白，我们将这一细碎的应用局限缩减到了RNA。
这些工具在生物医药领域掀起了远大的波涛，RNA编辑器材更是人们关注的焦点。这是由于通过靶向RNA，咱们可以在致病卵白降生之前就将其消弭于无形。并且特定的RNA在体内具有的工夫相对较短，相比经由过程编辑DNA来永世篡改基因组，其安全性也有不言而喻的优势。
▲一步简单反响，就能将腺嘌呤转为与鸟嘌呤沟通的肌苷（图片来历：参考资料[3]）
作为CRISPR领域的前驱之一，张锋教授团队在过去开拓了良多靶向RNA的器械。个中，基于靶向RNA的CRISPR/Cas13琐细，他们曾在2017年带来了一款名为“REPAIR”的琐屑，它能特同性地将RNA上的腺嘌呤（A）转化为与鸟嘌呤（G）机关相通的肌苷（I）。药明康德内容团队也在先前报导中指出，“在细胞看来，肌苷与鸟嘌呤别无二致，因此就可以按鸟嘌呤处理”，窜改RNA的序列，从而“修复”终极孕育发生的卵白质。
从机理上看，REPAIR琐屑的环节是一种叫做ADAR2的酶，它子细把RNA中的A转化为I。在这个基础底细之上，张锋传授团队颠末酶进化的方法，使ADAR2酶具有了全新的坚守——它或是将胞嘧啶（C）转化为尿嘧啶（U）。与此同时，它本来将A转化为I的苦守如故失去了生涯。随后，钻研人员们进一步对其发展了美化，减少其中靶效应。
▲这套新型RNA编辑琐细的机理（图片来源：参照原料[1]）
《科学》论文的择要指出，这一改变将“大约靶向的RNA致病渐变翻了个番！” 科学家们也给这个升级换代后的系统起了个全新的名字：“用于C向U奇怪变卦的RNA编纂琐细”，缩写为RESCUE（RNA Editing for Specific C to U Exchange）。
“为了医治招致疾病的多种不同遗传变异，我们重要一系列精准武艺以供选择，”张锋教授说道：“经过开荒这类全新的酶，并将其与CRISPR琐屑的可编程性与精准性进行整合，我们能填补工具箱中的一个弘大空缺。”
为了测试RESCUE的潜力，钻研团队进一步在人类细胞中对多个要害RNA进行了编辑。此中第一个RNA编码的是β-catenin卵白，它对细胞的生长起到了环节感化。钻研职员们解释，经过对RNA的精准编纂，他们能直接激活β-catenin蛋白，促进细胞成长。
▲这套琐屑告捷激活了β-catenin蛋白（图片本源：参照原料[1]）
研讨人员们指出，假定使用的是古板的DNA编纂手法，β-catenin卵白就会被永恒激活，导致细胞不受控的生长，以致是癌症。但把持RESCUE体系编辑RNA，只会促退短期的细胞生长。它可以被用来促进伤口愈合，而不会引起不行控的副感召。
张锋教授团队异样用RESCUE体系对编码APOE4的RNA发展了编纂。APOE4与阿尔茨海默病无关，是疾病的风险因子。诙谐的是，另一种与它很濒临的蛋白APOE2却相对对照无害，而两者唯一十分藐小的判袂。经由RESCUE体系，他们胜利地将APOE4 RNA分子中的2个字母从C变为了U，将风险因子转酿成了有害蛋白！
基于这些发明，钻研职员们在论文末了指出，这套新型零碎能拓展RNA的编辑工具库，带来全新的使用。而为了减速这一技术手段在病例上的应用，张锋传授课题组抉择将该工具向学术界发展分享。任何混于基础研讨的科学家，都可免得费使用。
我们感激科学家们的鄙陋情怀，也守候在这一武艺的助力下，更多创新疗法大概问世，造福全世界病患！
参照质料：
[1] Omar O. Abudayyeh et al., (2019), A cytosine deaminase for programmable single-base RNA editing, Science, DOI: 10.1126/science.aax7063
[2] New CRISPR platform expands RNA editing capabilities, Retrieved July 11, 2019, from http://news.mit.edu/2019/new-crispr-platform-expands-rna-editing-capabilities-0711
[3] David B. T. Cox et al., (2019), RNA editing with CRISPR-Cas13, Science, DOI: 10.1126/science.aaq0180
