对RNA编辑的研究揭示了可能挽救生命的遗传疾病治疗方法

这项研究发表在4月25日的《科学》杂志上，探讨了CRISPR如何用于编辑RNA。

　　

蒙大拿州立大学的一个研究小组本周发表了一项研究，展示了如何利用crispr编辑DNA的化学近亲RNA。这项工作揭示了人类细胞中的一个新过程，它有可能治疗多种遗传疾病。

博士后研究员Artem Nemudryi和Anna Nemudraia与密歇根州立大学农业学院微生物学和细胞生物学教授Blake Wiedenheft一起进行了这项研究。这篇题为“修复CRISPR引导的RNA断裂，使人类细胞中特定位点的RNA切除成为可能”的论文，周四发表在《科学》(Science)杂志的网站上，是该团队正在进行的CRISPR应用于可编程基因工程探索的最新进展。

CRISPR是簇状规则间隔短回文重复序列(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)的缩写，是细菌用来识别和抵抗病毒的一种免疫系统。Wiedenheft是国内领先的CRISPR研究人员之一，他说，该系统多年来一直用于切割和编辑DNA，但将类似技术应用于RNA是前所未有的。DNA编辑使用一种名为Cas9的CRISPR相关蛋白，而RNA编辑需要使用一种不同的CRISPR系统，称为iii型。

“在我们之前的工作中，我们使用iii型crispr在试管中编辑病毒RNA，”Nemudryi说。“但我们想知道，我们能否在活的人类细胞中编程操纵RNA ?”

为了探索这个问题，研究小组对iii型CRISPR蛋白进行了编程，以切割含有导致囊性纤维化的突变的RNA，从而恢复细胞功能。

Wiedenheft说:“我们相信我们可以使用这些CRISPR系统以可编程的方式切割RNA，但是当我们对RNA进行测序并意识到细胞已经以一种消除突变的方式将RNA重新拼接在一起时，我们都感到惊讶。”

Nemudryi指出，RNA在细胞内是短暂的;它不断地被破坏和替换。

“人们普遍认为修复RNA没有多大意义，”他说。“我们推测RNA会在活的人类细胞中被修复，事实证明这是正确的。”

自这两位博士后研究人员近六年前来到密歇根州立大学以来，Wiedenheft一直在指导他们。他说，他们的科学贡献将带来重大而持续的进步。

“Artem和Anna所做的工作表明，RNA修复可能是生物学的一个基本方面，利用这种活动可能会导致新的拯救生命的治疗方法，”Wiedenheft说。“阿尔乔姆和安娜是我遇到过的两位最杰出的科学家，我相信他们的工作将对人类产生持久的影响。”

Nemudryi说，RNA编辑在寻找遗传疾病的治疗方法方面具有重要的应用。RNA是细胞DNA的临时副本，充当模板。他说，通过编辑DNA来操纵模板可能会导致不必要的、潜在的不可逆转的附带变化，但由于RNA是一个临时副本，编辑基本上是可逆的，风险要小得多。

“人们使用Cas9来破坏DNA，并研究细胞如何修复这些断裂。然后，基于这些模式，他们改进了Cas9编辑器。”“在这里，我们希望同样的事情也会发生在RNA编辑上。我们创造了一个工具，使我们能够研究细胞如何修复它们的RNA，我们希望利用这些知识使RNA编辑器更有效。”

在这篇新发表的文章中，研究小组表明，可以成功地从RNA中去除导致囊性纤维化的突变。但这只是数千种已知致病突变中的一种。在Nemudryi和Nemudraia完成在密歇根州立大学的博士后培训，并准备今年秋天在佛罗里达大学担任教职时，这种新的RNA编辑技术可以解决多少个问题，这将指导他们未来的工作。两人都认为维登海夫特是改变人生的导师。

“布莱克教导我们不要害怕测试任何想法，”内穆德拉亚说。作为一名科学家，你应该勇敢，不要害怕失败。RNA编辑和修复是一个未知领域。这很可怕，但也很令人兴奋。你会觉得自己在科学的边缘工作，把极限推到以前没有人到达过的地方。”