11月24日，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所陳玲玲研究員與中科院上海生命科學(xué)研究院計(jì)算生物學(xué)伙伴研究所楊力研究員共同撰寫的題為“Enhancing the RNA engineering toolkit”的perspective文章，對(duì)在當(dāng)期Science和近期在Nature上發(fā)表的兩項(xiàng)獨(dú)立研究工作進(jìn)行了點(diǎn)評(píng)和推薦。

 

        RNA水平的基因表達(dá)調(diào)控與生物體正常生理功能息息相關(guān)，其異常變化則導(dǎo)致多種重要人類疾病的發(fā)生，但是對(duì)RNA的改造操作手段則比較匱乏。來(lái)自Broad研究所的Feng Zhang教授研究組首先在Nature報(bào)道了class 2 type VI CRISPR-Cas－Cas13a可對(duì)RNA分子進(jìn)行靶向切割，進(jìn)而實(shí)現(xiàn) RNA水平抑制基因表達(dá)的功能；而RNase失活改造的dCas13a則可以用于追蹤內(nèi)源RNA分子的細(xì)胞定位研究等。在當(dāng)期Science，F(xiàn)eng Zhang教授研究組進(jìn)一步篩選了多種class 2 type VI CRISPR-Cas 系統(tǒng)（包括Cas13a、Cas13b和Cas13c），展示了來(lái)自于Prevotella sp. 的 Cas13b (PspCas13b) 具有最優(yōu)的RNA靶向切割效應(yīng)，其比RNAi系統(tǒng)具有更好的專一性和更低的脫靶效應(yīng)；進(jìn)一步將RNase失活改造的dCas13b與A-to-I RNA編輯酶ADAR偶聯(lián) （REPAIR系統(tǒng)），研究人員實(shí)現(xiàn)了在RNA水平的A-to-I/G單堿基編輯（base editing）。來(lái)自于Harvard大學(xué)的David Liu教授研究組在2016和2017年分別報(bào)道了DNA水平的C-to-T 和A-to-G單堿基編輯。相對(duì)于DNA水平的單堿基編輯，RNA水平的單堿基編輯避免了任何由于對(duì)遺傳基因組DNA 操作所引發(fā)的脫靶效應(yīng)的擔(dān)憂 。 由于RNA在細(xì)胞內(nèi)的豐度和結(jié)構(gòu)都千差萬(wàn)別，REPAIR系統(tǒng)介導(dǎo)的RNA單堿基編輯會(huì)因RNA不同而異。當(dāng)然， DNA和RNA水平的單堿基編輯為基因編輯改造以治療疾病又提供了多種可供選擇的高效手段。

 

        陳玲玲研究員和楊力研究員利用計(jì)算和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，長(zhǎng)期從事RNA組學(xué)、非編碼RNA和RNA編輯研究。從環(huán)形長(zhǎng)非編碼RNA（Zhang et al, Mol Cell 2013；Zhang et al, Cell 2014；Zhang et al, Genome Res 2016；Li et al, Mol Cell 2017）， 特殊類型長(zhǎng)非編碼RNA （Yin et al, Mol Cell 2012；Zhang et al, BMC Genomics 2014；Wu et al, Mol Cell 2016；Xing et al, Cell 2017）和RNA編輯修飾（Zhu et al, BMC Genomics 2013；Chen et al, Cell Res 2015；Xiang et al, Mol Cell in press）等領(lǐng)域揭示了基因表達(dá)在轉(zhuǎn)錄／轉(zhuǎn)錄后水平的復(fù)雜性和多樣性，為深入研究RNA水平的復(fù)雜性調(diào)控提供了重要的理論基礎(chǔ)。

 

        文章鏈接