發(fā)布日期：2017-12-27
RNA編輯
雖然人體很多疾病是來自于DNA，但是由于基因承載著生命最根源的信息，因此直接對(duì)DNA進(jìn)行編輯會(huì)出現(xiàn)安全和倫理上的問題。而RNA編輯卻不同，通過編輯RNA能暫時(shí)性的糾正DNA翻譯的信息，讓蛋白質(zhì)接收到正確的信息，達(dá)到治療的效果，這可能是更加有效的一種臨床應(yīng)用方式。
今年Broad研究院的張鋒研究組將RNA編輯酶融合到靶向RNA的Cas蛋白中，這樣研究人員就能編輯人體細(xì)胞中特定的核苷酸了，張鋒研究組將這種方法稱為RNA Editing for Programmable A-to-I replacement (REPAIR), 這一技術(shù)不僅可以用作研究工具，而且可作為由突變引發(fā)的疾病的臨時(shí)治療方法。
CRISPR這一明星技術(shù)在基因組DNA編輯方面發(fā)揮了許多重要的作用，雖然其主要應(yīng)用于DNA，但一些新的研究已將它的范圍擴(kuò)展至RNA編輯。去年Nature Methods評(píng)選出的年度技術(shù)中就有將革命性的CRISPR基因編輯技術(shù)用來靶向RNA，其中的一大進(jìn)展就是麻省理工張鋒研究組關(guān)于能夠靶向和降解RNA的一種RNA引導(dǎo)酶——C2c2（也被稱為Cas13a）功能特征的研究。
在此基礎(chǔ)上，張鋒研究組在10月5日Nature雜志上又公布一項(xiàng)成果，證實(shí)了切割RNA的Cas13a酶能夠特異性地降低哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的內(nèi)源性RNA和報(bào)告RNA水平。并指出這種方法比RNA干擾（RNAi）的效率更高，能被用于抑制細(xì)胞RNA靶標(biāo)，結(jié)合和富集感興趣的RNA，以及通過序列特異結(jié)合對(duì)細(xì)胞內(nèi)的RNA進(jìn)行成像。
研究人員發(fā)現(xiàn)切割RNA的Cas13a酶，能夠特異性地降低哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的內(nèi)源性RNA和報(bào)告RNA水平。而且他們也指出與在細(xì)菌中不同的是，Cas13a在人細(xì)胞系中，僅僅只是靶向gRNA指定的RNA，細(xì)胞中所有其它的RNA保持完整。他們分離得到了Leptotrichia wadei的Cas13a酶，構(gòu)建出了一種雙質(zhì)粒RNA靶向CRISPR系統(tǒng)，這一系統(tǒng)能在不同的質(zhì)粒上表達(dá)導(dǎo)向RNA（gRNA）和Cas13a基因，其中Cas13a基因含有一種經(jīng)過改造的核定位序列。在人細(xì)胞系中，這種CRISPR-Cas13a系統(tǒng)能高效地切割報(bào)告質(zhì)粒中轉(zhuǎn)錄的RNA和三種內(nèi)源性基因轉(zhuǎn)錄的RNA。
在CRISPR出現(xiàn)之前，RNAi是調(diào)節(jié)基因表達(dá)的理想方法。但是Cas13a一大優(yōu)勢(shì)就在于其具有更強(qiáng)的特異性，而且這種本身來自細(xì)菌的系統(tǒng)對(duì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞來說，并不是內(nèi)源性的，因此不太可能干擾細(xì)胞中天然的轉(zhuǎn)錄。相反，RNAi利用內(nèi)源性機(jī)制進(jìn)行基因敲除，對(duì)本身的影響較大。
我們期待這一技術(shù)有一天可以用于治療多種疾病。
人類胚胎基因編輯
繼2015年中山大學(xué)一個(gè)研究組首次編輯了人類胚胎的基因組之后，今年這一研究組又在活的人類胚胎中糾正了導(dǎo)致乙型地中海型貧血（β-地中海貧血）的單核苷酸突變，成功去除乙型地中海型貧血致病基因，為世界首創(chuàng)。
這一胚胎細(xì)胞由實(shí)驗(yàn)室通過克隆技術(shù)培養(yǎng)，原取自乙型地中海型貧血患者的組織，并沒有被移植到人體中。
堿基編輯是基因編輯技術(shù) CRISPR 的進(jìn)一步拓展，CRISPR 技術(shù)會(huì)對(duì) DNA 產(chǎn)生破壞，當(dāng)身體嘗試修復(fù)時(shí)，會(huì)使一系列基因指令失效，而黃軍就團(tuán)隊(duì)使用的“化學(xué)手術(shù)”副作用則要小很多。
在人類已知的遺傳變異病癥中，大約有三分之二為點(diǎn)突變，堿基編輯有能力直接進(jìn)行修正，或者根據(jù)研究需要，復(fù)制出很多的致病突變。
納米粒子遞送
盡管CRISPR-Cas的研究應(yīng)用比比皆是，但在治療上的應(yīng)用存在一大挑戰(zhàn)：安全有效的遞送系統(tǒng)。
今年，麻省理工學(xué)院的研究人員研發(fā)出了一種CRISPR基因組編輯工具的新傳遞系統(tǒng)，能特異性修飾小鼠基因。這一系統(tǒng)利用納米顆粒攜帶CRISPR組件，無需使用傳統(tǒng)的病毒傳遞，研究人員利用這一系統(tǒng)，成功的在約80％的肝細(xì)胞中切除了基因，這是CRISPR在成年動(dòng)物中取得的最佳成功率。
相關(guān)人員表示：“這項(xiàng)研究真正令人興奮的是，我們證明了可以通過制造納米顆粒，永久的特異編輯成年動(dòng)物肝臟中的DNA。”
來源：生物通
