RNA靶向系統(tǒng)Crispr/Cas13在分子診斷及臨床治療中的研究進(jìn)展*

王澤華，應(yīng)苗法，趙蕊，李明星(.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院藥劑科，杭州 3006; 2.杭州市下沙醫(yī)院藥劑科，杭州 3008)

近年來，Crispr/Cas系統(tǒng)發(fā)展迅速，在研究細(xì)胞功能和臨床治療方面具有廣闊的應(yīng)用前景，其中靶向切割DNA特定位點(diǎn)的Cas9和Crispr效應(yīng)蛋白Cpf1已被應(yīng)用于各種基因組的編輯，但調(diào)控RNA的分子工具非常有限[1-2]。在生物界，RNA幾乎參與了所有的生物活動(dòng)，除了參與蛋白質(zhì)的表達(dá)，還參與了基因表達(dá)[3]。目前，一種新型的RNA靶向的Ⅱ類Ⅵ型Crispr系統(tǒng)效應(yīng)蛋白Cas13被開發(fā)出來，其能夠特異性靶向并剪切RNA，隨后對附近的RNA片段進(jìn)行無差別的“附帶剪切”，具有致休眠或程序性的凋亡效應(yīng)。利用該脫靶效應(yīng)，許多學(xué)者開發(fā)了一系列用于疾病診斷的工具，并應(yīng)用于抗病毒及抗腫瘤等疾病治療[4-7]。通過Cas13亞型篩選及功能性蛋白殘基的改造，結(jié)合其他RNA操縱酶，進(jìn)一步提高Cas13酶活性和特異性，改變Cas13酶功能，能夠?qū)崿F(xiàn)RNA敲除、編輯、示蹤等轉(zhuǎn)錄組水平的調(diào)控[8]。Cas13具有靶向性、特異性、安全性較高的優(yōu)勢，但是目前Cas13在真核生物上的研究仍不足，深入研究Cas13多功能RNA調(diào)控系統(tǒng)對于揭示疾病的發(fā)生機(jī)制具有重要意義。本文主要總結(jié)RNA靶向的Crispr/Cas13系統(tǒng)的特點(diǎn)和作用機(jī)制，并對其在分子診斷和疾病治療中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 Crispr/Cas13系統(tǒng)的特點(diǎn)及作用機(jī)制

Cas13是一種RNA靶向剪切的新型CRISPR酶，與靶向DNA的核酸酶Cas9不同。Cas13具有加工crRNA和crRNA介導(dǎo)的RNA靶向剪切的雙重核酸酶活性，能夠特異性識(shí)別靶向RNA片段，激活后特異性剪切靶向片段，Cas13還具備非特異性RNA核糖核苷酸酶(RNA ribonuclease, RNase)活性，隨后對附近的RNA片段進(jìn)行無差別的“附帶剪切”，參與調(diào)控基因的表達(dá)及細(xì)胞功能學(xué)的穩(wěn)態(tài)?！?br>