RESCUE：一种能够扩展CRISPR工具靶向范围的新型策略

这一技术将免费提供给学术研究使用

● 创新点

近年来，基因编辑技术CRISPR/Cas从单一功能的剪切基因不断扩展成对基因表达调控、基因突变位点纠正的多功能“基因工具包”。它的出现推动了基因编辑领域的发展，展现出了令人兴奋的广阔应用前景。但是，CRISPR/Cas对基因组DNA碱基的编辑是不可逆的、永久性的改变，在某些情况下，可能会面临一些潜在的问题。此外，CRISPR/Cas对诸如神经元之类的原代细胞的编辑能力很弱，这也就限制了CRISPR/Cas在神经系统疾病中的应用。为此，研究人员将编辑靶标转向了DNA的转录产物RNA——负责传递DNA的遗传信息，并指导下游蛋白质的翻译。编辑修改RNA可以避免对基因组DNA的不可逆修改，又可以间接纠正下游突变的蛋白质。

因肌苷（I）与鸟嘌呤碱基（G）相似，所以前者可以替代鸟嘌呤碱基合成具有正常生理功能的蛋白质。2017年，美国麻省理工学院脑科学研究所张锋团队在《科学》（Science）上发表了一项针对RNA编辑的全新CRISPR系统——REPAIR。该技术通过靶向RNA的CRISPR/Cas13蛋白与腺苷脱氨酶ADAR2结合在一起，将REPAIR编辑系统引导至特定的RNA位置，特异性地将RNA上的腺嘌呤碱基（A）修改为与鸟嘌呤碱基（G）结构类似的肌苷（I）。

在已有的RNA编辑技术REPAIR基础上，张锋团队又发表了用于特异性交换胞嘧啶碱基（C）为尿苷（U）的RNA编辑策略RESCUE。RESCUE不仅扩大了对RNA的编辑范围，还实现了对翻译后修饰位点可逆、精准的编辑，大大降低了对在靶RNA编辑的干扰，扩展了CRISPR工具可靶向的范围。研究成果于2019年7月11日在线发表在《科学》（Science）上。

● 方法和结果

RESCUE策略是通过一种活性失活的CRISPR/Cas13蛋白将RESCUE引导到RNA中的胞嘧啶碱基（C）上，通过可编程的腺苷脱氨酶ADAR2将胞嘧啶碱基转化为尿苷（U）。与REPAIR相比，RESCUE策略在保留从腺嘌呤碱基到肌苷转换编辑活性的同时，又肩负从胞嘧啶碱基到尿苷转换编辑的任务，实现了对RNA位点的多重编辑。在人体细胞中，研究人员证实RESCUE能够特异靶向人细胞中的天然RNA及合成RNA中的24个临床相关突变。

应用前景

张锋实验室计划将RESCUE技术免费提供给学术研究使用，更好地为研究人员纠正疾病基因的突变，有力地促进RESCUE的发展和临床应用。

Source：ABUDAYYEH O O,GOOTENBERG J S, FRANKLIN B, et al. A cytosine deaminase for programmable single-base RNA editing[J]. Science, 2019, 365(6451)：382-386.