CRISPR-Cas9技術(shù)在短短五年內(nèi)風(fēng)靡實(shí)驗(yàn)室，成為了生物科學(xué)領(lǐng)域炙手可熱的研究工具，它可以對基因進(jìn)行定點(diǎn)的編輯，但是大多數(shù)CRISPR工具只能編輯基因組DNA，并不能在RNA上編輯。

       來自密西根大學(xué)的一組研究人員發(fā)現(xiàn)了一種單一蛋白，能同時(shí)對DNA和RNA進(jìn)行CRISPR可編程切割，這一新技術(shù)未來有望用于治療與RNA相關(guān)的疾病-例如局灶性癲癇、杜氏肌營養(yǎng)不良癥以及帕金森病等。

       密西根大學(xué)生物化學(xué)系助理教授張燕（Yan Zhang），她表示：“我們發(fā)現(xiàn)的腦膜炎細(xì)菌Cas9有多重功用，讓我們有機(jī)會(huì)進(jìn)行雙重靶向——可以一次性在RNA和DNA上同時(shí)做基因編輯，又或者可以選擇只進(jìn)行單一的RNA編輯，而不會(huì)影響相應(yīng)的基因組位點(diǎn)。這賦予科學(xué)家更多的靈活性。”

NmeCas9

      在細(xì)胞中，染色體中含有的DNA可作為制造細(xì)胞所需物質(zhì)的永jiu性百科全書。但要真正完成生物進(jìn)程，細(xì)胞需要從染色體轉(zhuǎn)錄RNA。

      RNA重要的功能之一，就是在細(xì)胞里“復(fù)印”DNA片段，細(xì)胞內(nèi)的機(jī)制就可以解讀指令，然后制造蛋白。很多疾病的產(chǎn)生是源自RNA。

      這種xin發(fā)現(xiàn)的Cas9來自腦膜炎細(xì)菌，這種細(xì)菌每年會(huì)引發(fā)一些嚴(yán)重和致命的腦膜炎病例。

      研究人員利用他們新發(fā)現(xiàn)的NmeCas9構(gòu)建了新型CRISPR系統(tǒng)，而且NmeCas9比CRISPR中使用的其他Cas9蛋白質(zhì)小得多，更有利于臨床上使用。

       張燕與文章一作：Beth A. Rousseau和Zhonggang Hou博士在密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室中檢測了NmeCas9蛋白。結(jié)果證明“CRISPR-Cas9完成的所有操作都可以在RNA水平上操控染色體。”

意外發(fā)現(xiàn)

      其實(shí)NmeCas9的發(fā)現(xiàn)是偶然發(fā)生的，當(dāng)時(shí)RNA是作為對照樣本的，但研究人員發(fā)現(xiàn)它也在減少。通過深入挖掘，研究人員發(fā)現(xiàn)了NmeCas9的雙重切割功能，并開始對其進(jìn)行生物化學(xué)測試。

      除了他們的發(fā)現(xiàn)之外，張燕也知道另外兩個(gè)小組正在準(zhǔn)備報(bào)告或剛剛報(bào)道了來自其他細(xì)菌的Cas9蛋白，它們可以在沒有任何刺激輔因子的情況下進(jìn)行RNA靶向，而不像以前的RNA編輯CRISPR-Cas9技術(shù)。

      “如果NmeCas9能夠在活細(xì)胞中發(fā)揮作用，我們可以將其開發(fā)為編輯信使RNA轉(zhuǎn)錄本的工具，這意味著我們可以在不操縱基因的情況下阻斷基因產(chǎn)物，”張燕說，“我們也可以利用它作為一種研究工具，將熒光標(biāo)記物標(biāo)記到特定的RNA序列，或阻止事件如RNA剪接的發(fā)生。”

       這一研究團(tuán)隊(duì)希望將來可以將其應(yīng)用到人類細(xì)胞，如果成功的話，將能干預(yù)因RNA變異或者RNA剪接，運(yùn)輸?shù)冗^程異常而導(dǎo)致的疾病。