Science：知名华人科学家张峰教授新发现——CRISPR-Cas13的秘密

      在人类的疾病中，由鸟嘌呤（G）向腺嘌呤（A）的突变极为常见。类似的突变能在罹患局灶性癫痫（focal epilepsy）、杜氏肌营养不良、或是帕金森病的患者体内找到。因此，如果能逆转这一常见突变，把A矫正回G，就有望从根源上治疗这些疾病。

腺嘌呤在脱氨后，会变成一种叫做肌苷的分子，而它与鸟嘌呤的结构非常接近。只要能让关键的腺嘌呤脱氨，就能完成从A到G的矫正。

为了达成这个目标，张锋教授团队在CRISPR-Cas13的家族中开始寻找潜在的工具。与常见的Cas9不同，Cas13蛋白只靶向RNA，不会影响到基因组的遗传信息，从而进一步增加了基因编辑的安全性。在一番搜寻后，他们发现来自普雷沃菌（Prevotella bacteria）的Cas13b蛋白靶向RNA的活性最佳。随后，研究人员做了几个小改动，让Cas13b蛋白失去了“剪切”的能力，并把它和一种叫做ADAR2的酶融合到了一款。在人体中，ADAR2能够把RNA上的腺嘌呤转变为肌苷。

在细胞看来，肌苷与鸟嘌呤别无二致，因此就能按鸟嘌呤处理，合成具有正常生理功能的蛋白质。这套系统被命名为“可编程的腺嘌呤到肌苷RNA编辑”（RNA Editing for Programmable A to I Replacement），缩写为REPAIR。

      为了检验这一系统的治疗潜力，该团队在人类细胞中引入了能导致范可尼贫血症（Fanconi anemia）和X连锁肾源性尿崩症（X-linked nephrogenic diabetes insipidus）的致病突变，并检测其能否对其进行有效的修复。结果表明，在RNA的水平上，这些突变可以被有效矫正，这也从概念上支持了这套系统的可行性。

在开发出REPAIR后，张锋教授的团队进一步提高了它的特异性。在一系列的修饰后，这套系统的特异性大大提高，把全转录组中的可检测脱靶编辑数从18385锐减到20！在测试中，这款被称为REPAIRv2的系统编辑RNA的效率最高可达51%。

原文标题：

RNA editing with CRISPR-Cas13

Nucleic acid editing holds promise for treating genetic disease, particularly at the RNA level, where disease-relevant sequences can be rescued to yield functional protein products. Type VI CRISPR-Cas systems contain the programmable single-effector RNA-guided RNases Cas13. Here, we profile Type VI systems to engineer a Cas13 ortholog capable of robust knockdown and demonstrate RNA editing by using catalytically-inactive Cas13 (dCas13) to direct adenosine to inosine deaminase activity by ADAR2 to transcripts in mammalian cells. This system, referred to as RNA Editing for Programmable A to I Replacement (REPAIR), which has no strict sequence constraints, can be used to edit full-length transcripts containing pathogenic mutations. We further engineer this system to create a high specificity variant and minimize the system to facilitate viral delivery. REPAIR presents a promising RNA editing platform with broad applicability for research, therapeutics, and biotechnology.

      特别声明：本文来源于"基因组编辑"，仅仅是出于传播信息的需要，作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，请与我们接洽。