microrna研究思路，常用microrna靶基因预测工具

基于CRISPR技术的基因编辑工具问世以来，彻底改变了人类编辑和调控基因的方式。

CRISPR技术包括一系列可以操纵基因及其表达的工具，如以DNA为靶点的Cas9和Cas12酶、以RNA为靶点的Cas13酶等。

无论何时，都要慎重对待人体DNA的变化，特别是可遗传的变化。

相反，由于特定RNA存在于体内的时间短，靶与疾病相关的RNA突变是更安全的选择，可避免基因组永久性改变和由此带来的潜在风险。

最近，中国科学家张锋及其团队开发出了一种新的CRISPR基因编辑技术RESCUE，可以实现前所未有的RNA单核苷酸编辑。

该成果于7月11日发表在Science上[1]。

图片来源： Science

CRISPR工具包的新成员

用于rescue ( rnaeditingforspecificctouexchange ) (即胞嘧啶) c )向尿嘧啶) u )特异性变化的RNA编辑系统由张锋教授团队首先开发的REPAIR技术进行了改进

REPAIR是基于以RNA为靶点的CRISPR/Cas13系统开发的，可以利用一种叫ADAR2的酶将RNA上的腺嘌呤( a )特异性转化为肌苷( I )。

从细胞角度看，I与鸟嘌呤( g )没有区别，可以用g处理合成具有正常生理功能的蛋白质。

这种逆转有助于从根本上治疗由g向a突变引起的疾病。

在此基础上，张锋教授团队通过进化ADAR2酶，使其具有失活的Cas13诱导RNA中的C转化为u的新功能，同时保留了A转化为I的功能。

RESCUE使RNA编辑可以作为目标的病原性突变的数量加倍。

图片来源： Science

张锋教授说：“为了治疗引起疾病的多种遗传变异，我们需要选择一系列精确的技术。

通过开发这种新酶并将其与CRISPR系统的可编程性和准确性集成，可以填补工具箱的巨大缺口。

”

ADAR2酶定向进化方法示意图。

图片来源： Science

可能的结果

RESCUE包括磷酸化、糖基化、甲基化等多种蛋白质活性和功能部位，大大扩大了CRISPR工具可瞄准的范围。

这些部位充当蛋白活性的开/关开关，主要存在于信号分子和癌症相关通路中。

为了测试RESCUE的潜力，研究小组还在人类细胞中编辑了多条重要的RNA。

RNA编辑的主要优点之一是可逆性，DNA水平的变化是永久性的。

因此，如果可能需要临时修改而不是永久修改，RESCUE可以发挥其独特的优势。

为了证明这一点，研究小组在人类细胞中使用RESCUE靶标编码-catenin的RNA特定位点(已知被蛋白质产物磷酸化)，短期内激活该蛋白质，促进细胞生长。

如果这种变化是永久性的，就会引起细胞不控制的生长，甚至癌症。

但是，使用RESCUE系统编辑RNA时，细胞的短期生长被用于促进伤口愈合以应对急性损伤。

用RESCUE系统编辑RNA以短期激活-catenin蛋白，促进细胞生长。

图片来源： Science

另外，神经元等细胞类型很难用CRISPR/CAS9编辑，因此需要新的策略来治疗影响大脑的破坏性疾病。

在此，研究人员瞄准了迟发性阿尔茨海默病的遗传危险因素APOE4。

APOE2和APOE4之间只有很小的差异，但前者不是危险因素。

研究人员通过RESCUE技术将风险相关的APOE4 RNA中的C转化为u，并将其转化为非危险因素APOE2。

一般而言，RESCUE是一种可编程基础编辑工具，可将c精确转化为u，为RNA靶向试剂盒增加了新的基础编辑功能，为扩展遗传疾病的建模和潜在治疗开辟了途径。

总结

领域：基因编辑

杂志： Science

亮点：

1 )张锋教授团队报道了一种全新的高特异性RNA单核苷酸编辑系统RESCUE，它能通过进化的ADAR2酶准确实现RNA中c到u的转化。

2 ) RESCUE极大地扩大了靶向疾病的突变和蛋白质修饰范围，同时为扩大遗传疾病的建模和潜在治疗开辟了途径。