植物基因组RNA编辑，rna剪接最新研究

近日，国际学术杂志《分子细胞》开启了中科院上海生命科学研究院常兴研究组专题geneticmodulationofrnasplicingwithacrispr-guidedcytidinedeaminase的最新研究成果

证明利用tam ( targeted-aidinducedmutagenesis )基因编辑可以靶向DNA上的RNA剪接元件，有效调控RNA剪接，用于RNA可变剪接功能的研究、RNA可变剪接功能的研究

在真核细胞中，RNA剪接是基因表达的重要环节。

据估计，超过75%的人类基因具有一种或多种mRNA剪接方式(可变剪接)，其中大部分可翻译为功能蛋白。

但对于基因功能，可变剪接的生理功能，主要由于调控内源RNA剪接的实验手段非常有限，认识还十分有限。

RNA剪接异常也是许多疾病的直接诱因，估计人类疾病的35~50%是基因剪接异常所致。

因此，无论从学术研究还是临床应用的角度，都迫切需要开发调控RNA剪接的基因编辑新方法。

常兴研究组曾开发出融合了tam ( targeted aid-induced mutagenesis )即核酸酶活性缺陷的Cas9蛋白和胞嘧啶脱氨酶aid，发现具有两个特点。

首先，在sgRNA靶DNA上，可以将C/G碱基随机突变为其他碱基，用于分析肿瘤耐药变异、诱导蛋白体外进化等；接下来，偶联UNG抑制剂UGI后，可以高效地使sgRNA靶区中一个小窗内(5-6个碱基)的C变异为Nature Methods，2016 )。

在这项新研究中，博士研究生袁娟娟和马云青首先发现，98%以上的内含子有保守的GU (内含子起始)和AG (内含子末尾)序列，如果能高效准确地将g变异为a，就能特异性阻断外显子的识别

该策略允许通过使用TAM诱导剪接位点DNA上的GA突变来诱导可变外显子和结构外显子的跳过；改变可变剪接位点选择( Alternative splice site )；调节排他性外显子的选择；诱导小内含子的包含( intron retention )。

另外，通过TAM使3’剪接位点上游的polypyrimidine track中包含的c变异为t，就会促进下游外显子的包含。

因此，利用TAM可以成功实现对RNA剪接的“loss of function”和“gain of function”调控。

最后，研究人员探讨了TAM修复杜氏肌营养不良症( DMD )的可行性。

DMD是致命的遗传疾病(发病率为男性的1/4000 )。

其原因是遗传突变导致Dystrophin蛋白完全缺失，引起肌萎缩和瘫痪，最终导致心脏或肺功能衰竭。

外显子跳跃会在内部产生截短的Dystrophin蛋白，从而达到治疗DMD的效果。

因此，研究人员构建了来自DMD患者的诱导型多能干细胞。该患者因外显子清除导致Dystrophin蛋白完全缺失。

在剪接位点诱导GA突变，实现了目标外显子的完全读解，所有表达TAM的细胞中Dystrophin的蛋白表达均得到恢复，心肌细胞缺陷得到修复。

该研究得到科技部、国家自然科学基金委、中科院先导计划和上海市科委相关项目的资助。

TAM融合蛋白高效调控外显子的跳跃、特异性外显子的选择、可变剪接位点的选择和内含子的含有