Cell首次公布新兴RNA编辑:CRISPR-Cas13d的细节

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）