為大腦點一盞燈：新 RNA 編輯工具可照亮大腦

RNA 是遺傳物質的通用介質，也是細胞類型及狀態多樣性的基礎，儘管在相關測序技術上已取得許多進步，目前仍缺乏使用 RNA 來觀察或操縱細胞類型的技術，但杜克大學團隊在《Nature》最新研究中展示的新型編輯工具 CellREADR 或許將改變這點。

能精確靶向任何類型細胞的 RNA 探針

CellREADR 能夠精確靶向任何類型的細胞，並由科學家選擇加入任何感興趣的蛋白質。透過使用基於 RNA 的探針將螢光標記引入細胞，CellREADR 還能標記特定類型的腦組織；像是用來活化特定神經元的光敏開關，或是用來精確清除特定細胞，帶有自毀傾向的酶。

CellREADR 是一串可定制的 RNA，主要由感測器、停止標誌和藍圖三個部分組成。研究人員必須先決定想研究的目標細胞類型，並確定由該細胞類型獨特產生的 RNA，接著再將感測器序列設計為目標 RNA 的互補鏈。

當感測器進入細胞找到目標 RNA 序列後，兩者會聚合形成雙鏈 RNA，這時作為一種存在動物體內的細胞防禦機制，ADAR 酶就會被觸發來檢查新產生的雙鏈 RNA，並改變其編碼的單個核苷酸（nucleotide）。

掌握這項資訊以後，研究人員使用 ADAR 編輯的特定核苷酸設計了停止標誌，目的是阻止其攜帶的藍圖啟動建構蛋白質，只有當感測器確定與目標 RNA 序列對接、ADAR 移除停止標誌後，藍圖才能被細胞內構建新蛋白質的細胞機器讀取，藉此確定瞄準的是正確的目標細胞類型。

在針對活體小鼠、大鼠及癲癇手術中收集的人腦組織的實驗中，團隊均證明 CellREADR 能用來標記中的特定腦細胞群，並有效添加控制開關及活動監視器，考量到 ADAR 酶被認為普遍存在於動物細胞體內，團隊認為 CellREADR 甚至有在所有動物體內發揮作用的潛力。

雖然 CellREADR 還處於早期研發階段，但潛在應用似乎是無窮無盡的。團隊已經為這項技術申請了專利，期望 CellREADR 能夠提高科學家對大腦迴路及其中細胞的理解，協助推動神經系統疾病的新療法，如治療耐藥性癲癇。

在所有應用中，領導研究的神經生物學家 Z. Josh Huang 對 CellREADR 作為「可編程 RNA 藥物」的潛力特別抱有期望。他相信這提供了一種簡化、可擴展且可推廣的技術，讓科學家可以挑選要研究的人群，實際開始針對人腦中存在的所有細胞類型進行研究。

「我們實際上可以修改特定類型的細胞功能來管理疾病，而不用去管它們最初的基因傾向（genetic predisposition），這是目前的療法或藥物無法做到的。」