Nature Methods：2016年值得关注的技术——用CRISPR技术来编辑RNA

2017年开年第一期《Nature Methods》杂志评出了2016年度技术。其中就有将革命性的CRISPR基因编辑技术用来靶向RNA。延伸阅读：中山大学等开发RNA编辑新工具；曹雪涛院士亮点推荐Science文章：重要的RNA编辑；Nature发布CRISPR重大突破：可编程的RNA编辑工具。

使CRISPR细菌免疫系统适应于真核生物基因组，可让我们以前所未有的能力来修改DNA，例如敲除、交换或标记基因、引入特定的点突变、增强或抑制选择基因的活性和开展全基因组功能筛选。在CRISPR系统中，一个短的引导性RNA（gRNA）分子可把一种核酸酶引向与gRNA互补的靶序列，并位于附近的一个前区间序列邻近基序（PAM）。

虽然CRISPR主要应用于DNA，但最新的研究进展已将它的范围扩展至RNA编辑。RNA干扰已经成为敲除基因表达的一种主要方法，但是为了靶定特定的转录本用以成像或亚细胞定位，需要很麻烦地为每个靶RNA设计RNA适配子或蛋白质，如Pumilio。

为了以一种很容易编程和扩展的方式靶定RNA，有两个不同的研究小组采取了不同的路线。加州大学圣地亚哥分校的Gene Yeo与加州大学伯克利分销的Jennifer Doudna合作，扩展了Doudna实验室以前的研究结果，表明如果PAM是由一个与靶RNA结合的单独的DNA寡核苷酸提供，Cas9就可以靶向RNA。研究人员最近证实，该方法可以靶定特定的RNA；一种非催化活性的Cas9与GFP之间融合，可让他们跟踪RNA在哺乳动物活体细胞内的亚细胞定位。麻省理工学院-哈佛大学Broad研究所的张锋（Feng Zhang）和Eugene Koonin的团队采取了一种不同的方法。他们不是用Cas9，而是使用C2c2核酸酶，其具有一个RNase域，但没有已知的DNAase结构域。他们通过一个28核苷酸的gRNA靶定C2c2，并在细菌转录本中观察到了单链RNA裂解。简单的碱基替换可将C2c2转换为一种非催化活性的RNA结合蛋白，它们可以与不同的效应蛋白耦合。

这两种方法可能影响许多的RNA转录后处理步骤。C2c2是一个特别好的候选者，因为最近对其催化活性的的研究表明，它有两种独立的RNase活性，一种是处理自身的RNA指导，另一种是切割靶RNA，这将允许多路复用应用。

用适当的效应物与核酸酶融合，我们可以设想无数的用途，如调节剪接，引导RNAs到特定的亚细胞定位，附加或去除化学修饰，并影响降解，等等。RNA靶向CRISPR将让研究人员能够接近迄今只触及表面的调控层面。