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Cell首次公布新兴RNA编辑:CRISPR-Cas13d的细节

首页 » 研究 » 组学 2018-09-26 CRISPR技术宝典 赞(2)
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导读
Salk研究所的科学家们首次报道了CRISPR-Cas13d的详细分子结构,这是一种可用于新兴RNA编辑技术的酶。研究人员通过低温电子显微镜(cryo-EM)对酶进行了剖析,这将有助于大家了解CRISPR系统在RNA编辑方面的细节机制。


在过去几年中,CRISPR-Cas9已经迈过了实验室的限制,进入了临床研究的阶段。这种基因编辑工具CRISPR-Cas9可以纠正个体细胞内的缺陷,未来可以治愈或预防多种人类疾病。但Cas9系统改变的是DNA,而不是RNA,一些专家认为CRISPR平台实际上也可以用于修改RNA。


现在,Salk研究所的科学家们首次报道了CRISPR-Cas13d的详细分子结构,这是一种可用于新兴RNA编辑技术的酶。研究人员通过低温电子显微镜(cryo-EM)对酶进行了剖析,这将有助于大家了解CRISPR系统在RNA编辑方面的细节机制。


这一研究成果公布在9月20日的Cell杂志上。

文章作者,Salk研究所的Dmitry Lyumkis说,“这项研究提供了RNA靶向基因工程的分子蓝图。为进行这种重要生物医学研究解析了其所需的工具。”

CRISPR最初是在细菌中发现,可以将一段遗传密码换成另一段遗传密码,被称为“分子剪刀”。在CRISPR-Cas9系统中,Cas9是切割DNA的酶。然而,针对RNA的编辑工具也可以帮助科学家们修改基因的活性,同时不会对基因本身造成永久性改变——这种改变可能是危险的。


“DNA是不变的,但是从DNA中复制的RNA信息总是在变化,”文章另外一位作者,Silvana Konermann说,“通过直接控制RNA来调节这些信息,对于影响细胞的命运具有重要意义。”


今年早些时候,Konermann和Helmsley-Salk研究员Patrick Hsu在Cell上发表了另一篇论文(Cas13d:一种小巧而强大的CRISPR核酸酶),发现了名为CRISPR-Cas13d的酶家族,并发现了这种替代CRISPR系统在识别和切割RNA方面是有效的。这一研究还表明,这一工具可用于纠正痴呆症患者细胞中引起疾病的蛋白质失衡。


最新研究由Lyumkis和Hsu实验室合作完成,在之前研究的基础上,进一步解释了其工作原理的分子细节。


“在我们之前的论文中,我们发现了一个新的CRISPR家族,可用于直接在人体细胞内部设计RNA,”Hsu说, “现在我们已经能够解析了Cas13d的结构,我们可以更详细地看到酶如何被引导到RNA,以及它如何能够切割RNA。这些新知识使我们能够改进系统,并使其更为有效,为治疗基于RNA的疾病的新策略铺平了道路。”


在最新文章中,研究人员使用cryo-EM在不同的动态状态下冷冻酶,揭示了Cas13d新的细节,解码一系列活动,而不是仅仅在一个时间点看到一次活动。


“这使我们能够看到Cas13d是如何引导,结合和靶向RNA的,”文章的第一作者,Lyumkis实验室的研究助理Cheng Zhang说。 “我们希望这些新知识能够帮助扩展基因编辑工具的功能。”

原文标题:

Structural Basis for the RNA-Guided Ribonuclease Activity of CRISPR-Cas13d(转化医学网360zhyx.com)

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