張燕：新CRISPR-Cas9工具可精確編輯RNA和DNA

CRISPR-Cas9技術在短短五年內風靡全球實驗室，成為了生物科學領域最炙手可熱的研究工具，它可以對基因進行定點的精確編輯，但是大多數CRISPR工具只能編輯基因組DNA，並不能在RNA上編輯。

來自密西根大學的一組研究人員發現了一種單一蛋白，能同時對DNA和RNA進行CRISPR精確可編程切割，這一新技術未來有望用於治療與RNA相關的疾病-例如局灶性癲癇、杜氏肌營養不良症以及帕金森病等。

相關研究成果公布在Molecular Cell雜誌上。

張燕

文章的通訊作者是密西根大學生物化學系助理教授張燕（Yan Zhang），她表示：「我們發現的腦膜炎細菌Cas9有多重功用，讓我們有機會進行雙重靶向——可以一次性在RNA和DNA上同時做基因編輯，又或者可以選擇只進行單一的RNA編輯，而不會影響相應的基因組位點。這賦予科學家更多的靈活性。」

NmeCas9

在細胞中，染色體中含有的DNA可作為製造細胞所需物質的永久性百科全書。但要真正完成生物進程，細胞需要從染色體轉錄RNA。

RNA最重要的功能之一，就是在細胞里「複印」DNA片段，細胞內的機制就可以解讀指令，然後製造蛋白。很多疾病的產生是源自RNA。

這種最新發現的Cas9來自腦膜炎細菌，這種細菌每年會引發一些最嚴重和致命的腦膜炎病例。

研究人員利用他們新發現的NmeCas9構建了新型CRISPR系統，而且NmeCas9比CRISPR中使用的其他Cas9蛋白質小得多，更有利於臨床上使用。

張燕與文章一作：Beth A. Rousseau和Zhonggang Hou博士在密歇根大學醫學院的實驗室中檢測了NmeCas9蛋白。結果證明「CRISPR-Cas9完成的所有操作都可以在RNA水平上操控染色體。」

意外發現

其實NmeCas9的發現是偶然發生的，當時RNA是作為對照樣本的，但研究人員發現它也在減少。通過深入挖掘，研究人員發現了NmeCas9的雙重切割功能，並開始對其進行生物化學測試。

除了他們的發現之外，張燕也知道另外兩個小組正在準備報告或剛剛報道了來自其他細菌的Cas9蛋白，它們可以在沒有任何刺激輔因子的情況下進行RNA靶向，而不像以前的RNA編輯CRISPR-Cas9技術。

「如果NmeCas9能夠在活細胞中發揮作用，我們可以將其開發為編輯信使RNA轉錄本的工具，這意味著我們可以在不操縱基因的情況下阻斷基因產物，」張燕說，「我們也可以利用它作為一種研究工具，將熒游標記物標記到特定的RNA序列，或阻止事件如RNA剪接的發生。」

這一研究團隊希望將來可以將其應用到人類細胞，如果成功的話，將能干預因RNA變異或者RNA剪接，運輸等過程異常而導致的疾病。

原文標題

Programmable RNA Cleavage and Recognition by a Natural CRISPR-Cas9 System from Neisseria meningitidis