CRISPR 又一新突破反转 RNA 突变的 REPAIR 技术

哈佛大学布洛德研究所（Broad Institute）及麻省理工学院（MIT）科学家于近日开发出一款能透过 CRISPR 编辑人类细胞中的 RNA，且不会改变基因体的新技术。这项技术对于未来研究及疾病治疗将有极大的帮助。研究团队指出，基因编辑首要目标是提升致病性突变的修复能力，虽然他们有很好的基因编辑能力，但却常使其蛋白质失去原本的作用，而这个新颖的 RNA 编辑技术提供他们更好的机会，在所有种类的细胞中恢复蛋白质的作用，进而治疗更多疾病。

这篇研究刊登于科学期刊（Science），主要作者张峰（Feng Zhang）教授及其团队将这个新颖的CRISPR系统称为“可编程的A被I取代的RNA编辑方法（RNA Editing for Programmable A to I Replacement，简称REPAIR）”，此系统可精准地编辑哺乳动物细胞单一个 RNA 核苷酸（nucleotide），也能反转致病性（disease-causing）RNA突变以及应用于其他疾病治疗和基础科学研究。

REPAIR 能标靶个体的 RNA 代码（letters）或核苷酸，将腺苷（adenosines，A）转换成肌苷（inosines，I），此时细胞会把它错认为鸟苷（guanosines，G）。当这些代码有一个碱基改变，就可能使人生病。而最常见的突变为 G 变成Ａ，其中包含局部癫痫（focal epilepsy）、杜氏肌肉萎缩症（Duchenne muscular dystrophy）、巴金森氏症（Parkinson’s disease）都有突变的情形。然而，REPAIR能反转任何细胞类型中致病性 G 变成Ａ 突变的情形。

该研究另一个作者 David Cox 指出，DNA 编辑会带来永久性基因体改变，但 RNA 编辑却提供一个更安全且更弹性的方法来修正细胞的表现。因为RNA 会自然降解（degrades），因此 REPAIR 在修复突变点时，提供一个自然修复的方式，并不会影响整个基因体表现。

REPAIR 是使用一种名为 CRISPR-Cas13 的酵素进行 RNA 编辑，与常见的 Cas9 不同，Cas13 只会标靶 RNA。他们选择普雷沃氏菌（Prevotella bacteria），因为 Cas13b 在其中有最佳的活性。随后，研究团队让 Cas13b 丧失“剪切（scissor-like）”的活性，并将它和 ADAR2 蛋白相互融合，进而在人体中，将 RNA 上的腺苷转变为肌苷。

为了证实 REPAIR 用于疾病治疗可行性，研究团队人工合成范康尼氏贫血（Fanconi anemia）及 X 染色体肾性尿崩症（X-linked nephrogenic diabetes insipidus）致病性突变，然后植入人类细胞中，最后利用 REPAIR 修复这些RNA突变。除此之外，研究团队更提升了 REPAIR 的专一性，使全转录体中的可检测脱靶编辑数目从 18385 大幅降低到 20，而且 REPAIRv2 系统编辑 RNA 的效率最高可达 51%。

最后，而且也是最重要的一点，就是张锋与布洛德研究所（Broad Institute）及麻省理工学院（MIT）共同宣布，将免费提供学术界使用REPAIR技术，势必引起广大的回响。

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