脱靶效应最低，Nature子刊封面研究为CRISPR-Cas13的应用前景助力

Cas9 系统一直是 CRISPR 基因编辑技术的优良 “工具伴侣”，但脱靶效应带来的负面影响，目前仍有待解决。

早前的研究曾发现，另一个 “工具伴侣”——VI 型 Cas 酶（Cas13）显示出高 RNA 敲低效力，并具有最小的脱靶效应，可以通过与 CRISPR-derived RNA（crRNA）所组成的引导 RNA(guide RAN，gRNA）相互配合，达到识别并剪切致病基因的目的，但目前仍缺乏最佳的 Cas13 与 gRNA 设计方案。

6 月 10 日，一项发表于 Nature 子刊——Nature biotechnolagy 的封面研究，解决了上问的难点。研究人员开发了一种计算模型来识别最佳的 gRNA，并测试了 3979 个靶向 48 个内源基因引导的 mRNA，说明了 Cas13 可用于 CRISPR 技术的未来潜能，并预测了人类基因组所有蛋白质编码转录物中可与 Cas13 配合的 gRNA。

（来源：Nature biotechnology）

迄今为止，已报道三种 Cas13 效应蛋白（PguCas13b，PspCas13b，RfxCas13d）具有高 RNA 敲低效力，研究人员比较了这些 Cas13 酶在针对细胞质或细胞核时敲低绿色荧光蛋白（GFP）mRNA 的能力，在人细胞表面的 CD46，CD55 和 CD71 蛋白进行了试验。结果显示 RfxCas13d（CasRx）具有最强的靶向敲低能力，特别是当与它核定位序列（NLS）融合时。

图丨 CRISPR RfxCas13 靶向敲低能力示意图（来源：上述论文）

为了研究 gRNA 长度对这一过程的影响，研究人员使用 Cas13d-NLS 进行了一些列的测试，结果显示，23nt 至 30nt 长度的 gRNA 会让 Cas13 靶标敲低能力大大提升。（下图 Q4 区域）

图丨将 gRNA 协助靶向敲低能力的分为四个部分（Q1-Q4），其中 Q4 区域 gRNA 助益效果最优（来源：上述论文）

为了系统评估数千种 gRNA 对 RfxCas13d 靶向敲低功效的影响，研究人员建立了表达不稳定的低绿色荧光蛋白（GFP）和 Cas13d NLS 核酸酶的单克隆 HEK293 细胞系。通过一系列的反应测试，观察到 gRNA 富集能力与敲低效应的相关性，并定义了 15 个 crRNA 和靶向 RNA 特征，开发了一种模型来预测具有最高效率的 gRNA。生辉了解到，gRNA 预测模型已经和论文同步上线。

参考：

https://www.nature.com/articles/s41587-020-0456-9

-End-

赞 (0)

相关推荐