张锋10月连发Science,Nature文章:CRISPR下一个技术趋势—RNA编辑

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2017年10月27日 来源:生物通

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  10月25日Science发表了CRISPR技术先驱张锋研究组的最新成果:RNA editing with CRISPR-Cas13,咋一看这个标题还以为是张锋一稿多投(:P),因为实在是与本月初他们研究组发表在Nature的论文标题太像了(Nature论文:RNA targeting with CRISPR–Cas13)。这两篇论文聚焦的都是CRISPR的另外一大技术应用:RNA靶向编辑。

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生物通报道:10月25日Science发表了CRISPR技术先驱张锋研究组的最新成果:RNA editing with CRISPR-Cas13,咋一看这个标题还以为是张锋一稿多投(:P),因为实在是与本月初他们研究组发表在Nature的论文标题太像了(Nature论文:RNA targeting with CRISPR–Cas13)。这两篇论文聚焦的都是CRISPR的另外一大技术应用:RNA靶向编辑。

将RNA编辑酶融合到靶向RNA的Cas蛋白中,这样研究人员就能编辑人体细胞中特定的核苷酸了,张锋研究组将这种方法称为RNA Editing for Programmable A-to-I replacement (REPAIR), 这一技术不仅可以用作研究工具,而且可作为由突变引发的疾病的临时治疗方法。

来自哈佛大学的化学生物学家David Liu(未参与该项研究)点评道:“这项工作是一个非常有成效,令人令人印象深刻的研究成果,它提出了编辑RNA转录本。从而以编程的方式改变其编码的潜力可能性。对于通过靶标RNA序列的暂时变化达到最好解决问题的应用,这种方法具有很强的潜力”。在同期Nature杂志上,Liu也报道了一种类似的编辑DNA特异性核苷酸的方法(见:)。

靶向RNA

CRISPR这一明星技术在基因组DNA编辑方面发挥了许多重要的作用,虽然其主要应用于DNA,但一些新的研究已将它的范围扩展至RNA编辑。去年Nature Methods评选出的年度技术中就有将革命性的CRISPR基因编辑技术用来靶向RNA,其中的一大进展就是麻省理工张锋研究组关于能够靶向和降解RNA的一种RNA引导酶——C2c2(也被称为Cas13a)功能特征的研究。

在此基础上,张锋研究组在10月5日Nature杂志上又公布一项成果,证实了切割RNA的Cas13a酶能够特异性地降低哺乳动物细胞中的内源性RNA和报告RNA水平。并指出这种方法比RNA干扰(RNAi)的效率更高,能被用于抑制细胞RNA靶标,结合和富集感兴趣的RNA,以及通过序列特异结合对细胞内的RNA进行成像。

研究人员发现切割RNA的Cas13a酶,能够特异性地降低哺乳动物细胞中的内源性RNA和报告RNA水平。而且他们也指出与在细菌中不同的是,Cas13a在人细胞系中,仅仅只是靶向gRNA指定的RNA,细胞中所有其它的RNA保持完整。他们分离得到了Leptotrichia wadei的Cas13a酶,构建出了一种双质粒RNA靶向CRISPR系统,这一系统能在不同的质粒上表达导向RNA(gRNA)和Cas13a基因,其中Cas13a基因含有一种经过改造的核定位序列。在人细胞系中,这种CRISPR-Cas13a系统能高效地切割报告质粒中转录的RNA和三种内源性基因转录的RNA。

在CRISPR出现之前,RNAi是调节基因表达的理想方法。但是Cas13a一大优势就在于其具有更强的特异性,而且这种本身来自细菌的系统对哺乳动物细胞来说,并不是内源性的,因此不太可能干扰细胞中天然的转录。相反,RNAi利用内源性机制进行基因敲除,对本身的影响较大。

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