分享一篇最近发表在 Science 上的文章，本文的题目是“Repair of CRISPR-guided RNA breaks enables site-specific RNA excision in human cells”。本文的核心是作者们发现可以利用嗜热链球菌的 Type III CRISPR 复合物，在人类细胞中的 RNA 上实现位点特异的切除。本文的通讯作者是来自美国蒙大拿州立大学的 Artem Nemudryi 和 Blake Wiedenheft。
CRISPR 基因组编辑技术已经被广泛地应用到了生命科学等领域，这一技术对于基因突变所导致的疾病的治疗具有极为重要的意义。第一代 CRISPR 基因编辑技术，基于 Cas9 核酸内切酶在基因组上产生双链断裂，细胞随即对断裂的位点进行修复，但是细胞在进行修复的时候，往往具有很大的不确定性，比如会产生不确定数目碱基（甚至大片段）的插入和缺失等。因此，相比于直接在基因组上进行编辑，对 RNA 进行编辑是一种更为安全的方式。Type VI CRISPR 介导的核糖核酸内切酶 Cas13 被用于 RNA 的敲低，但是，Cas13 本身具有的核酸酶活性也会造成 non-targeting RNA 的降解。与 Cas13 不同，Type III 复合体可以精确地实现 RNA 上 6 的倍数的核苷酸切除。因此，作者们由此想到，可以利用这一点，来实现 RNA 上位点特异性的核苷酸切除。作者们直接在 HEK-293T 细胞中转染了 SthCsm 复合物，靶向 PARK7 RNA 中的某一个区域，作者用 amplicon sequencing 确定了靶向区域的确出现了 6 倍数的碱基的切除。随后，作者们想到 SthCsm 切除 RNA 后，会产生一个 2’,3’-cyclic phosphate 和 5’-OH，而哺乳动物细胞内的 RNA 连接酶 RTCB 能够发挥连接这两个末端的功能，于是，作者们在细胞中敲除了 RTCB 后，发现靶向区域被修复的比例明显地降低了。根据 ClinVar 数据库的记录，我们基因组中大概有 4 万个 nonsense 突变（包括终止密码子），比如 CFTR W1282X 突变体会导致其 RNA 含量降低，导致蛋白合成不足，最终发展成为囊性纤维化。作者们设想，可以利用 SthCsm 实现 W1282X 位点特异性的切除，从而维持 CFTR RNA 的稳定性。作者们用内源携带 CFTR W1282X 的永生化细胞株进行 SthCsm RNA 编辑，发现尽管 SthCsm 会降低 RNA 的数量，但是能够产生编辑的 RNA，从而 by-pass W1282X 所造成的 nonsense 突变。总之，本文探究了 SthCsm 在 RNA 上位点特异性的编辑能力，并且提出它对于未来基因治疗具有借鉴意义。原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk5518文章引用：10.1126/science.adk5518
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