药明康德/报道
今日，知名华人学者张锋教授与他的团队在《自然》杂志上在线刊登了一篇论文，介绍了CRISPR系统的新应用——靶向哺乳动物细胞的RNA。这一应用能特异性抑制哺乳动物细胞中的基因转录产物，效果与2006年的诺贝尔奖研究“RNA干扰”并无明显区别。这一突破性的工具对基础科研有着重要意义。
说到CRISPR，许多人脑中的第一反应是CRISPR-Cas9基因编辑系统。的确，CRISPR技术改写了基因编辑的格局，但编辑DNA并不是它的全部作用。去年8月，张锋教授的课题组曾在《科学》上发文，指出一种叫做Cas13a（当时被称为C2c2）的蛋白与CRISPR进行组合，有望靶向RNA。今年4月，张锋教授团队的另一篇《科学》文章则表明，利用切割RNA的特性，CRISPR-Cas13a系统可以被改造成核酸检测工具，灵敏度可高达单分子！
▲“报告基因”系统的原理示意图（图片来源：《自然》）
研究人员们并没有就此停下脚步。Cas13a对RNA的切割能力有望让它成为基因研究中的重要工具，而我们需要确认的，是它在哺乳动物细胞内有没有应用的潜力。为了检验这个想法，研究人员们开发了一种“报告基因”系统。它带有编码两种荧光蛋白的基因，其中一条基因的RNA能被Cas13a识别和破坏，另一条则不受影响。如果Cas13a当真能在哺乳动物细胞内切割RNA，那么我们应该能预计，前一种荧光蛋白的含量会变低，而后一种荧光蛋白的含量不会出现明显变化。这正是研究人员所观察到的结果。
▲在Cas13a的作用下，被靶向的荧光蛋白水平（蓝色）显著下降，未被靶向的荧光蛋白水平（红色）则没有明显变化（图片来源：《自然》）
随后，研究人员们又探索了CRISPR-Cas13a系统对哺乳动物细胞内源基因的切割活性。他们选择了3条与癌症有关的基因KRAS、CXCR4、以及PPIB，并针对它们设计了CRISPR-Cas13a编辑系统。与外源的荧光蛋白一致，这3条内源基因的表达显著下降。换句话说，这个编辑系统对哺乳动物细胞的内源基因也同样有效。
更令人兴奋的是，研究人员还比较了RNA干扰在这三条基因上的抑制能力。RNA干扰技术曾于2006年斩获诺贝尔生理学或医学奖，在基础生物学或医学研究中有着极为广泛的应用。而本项研究表明，RNA干扰与CRISPR-Cas13a对这三条基因表达的抑制能力非常接近。换句话说，后者的抑制效果达到了诺贝尔奖研究的水平。
▲CRISPR-Cas13a系统（浅蓝）与RNA干扰（深蓝）的效果非常接近
▲CRISPR-Cas13a系统（浅蓝）与RNA干扰（深蓝）的效果非常接近（图片来源：《自然》）
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