上海生科院科研人员在Science上发表perspective推荐Cas13系统介导的RNA研究新体系

文章来源:上海生命科学研究院  |  发布时间:2017-11-28  |  【打印】 【关闭

  

11月24日,国际著名学术期刊Science发表了中科院上海生命科学研究院(人口健康领域)计算生物学伙伴研究所杨力研究员与中科院上海生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲研究员合作的题为“Enhancing the RNA engineering toolkit”的perspective文章,对在当期Science和近期在Nature上发表的两项独立研究工作进行了点评和推荐。 

RNA水平的基因表达调控与生物体正常生理功能息息相关,其异常变化则导致多种重要人类疾病的发生, 但是对RNA的改造操作手段则比较匮乏。来自Broad研究所的Feng Zhang教授研究组首先在Nature上报道了class 2 type VI CRISPR-Cas-Cas13a可对RNA分子进行靶向切割,进而实现 RNA水平抑制基因表达的功能;而RNase失活改造的dCas13a则可以用于追踪内源RNA分子的细胞定位研究等。在当期Science,Feng Zhang教授研究组进一步筛选了多种class 2 type VI CRISPR-Cas 系统(包括Cas13a、Cas13b和Cas13c),展示了来自Prevotella sp. 的 Cas13b (PspCas13b) 具有最优的RNA靶向切割效应,其比RNAi系统具有更好的专一性和更低的脱靶效应;研究人员进一步将RNase失活改造的dCas13b与A-to-I RNA编辑酶ADAR偶联 (REPAIR系统),实现了在RNA水平上的A-to-I/G单碱基编辑(base editing)。来自Harvard大学的David Liu教授研究组在2016和2017年分别报道了DNA水平的C-to-T 和A-to-G单碱基编辑。相对于DNA水平的单碱基编辑,RNA水平的单碱基编辑避免了任何由于对遗传基因组DNA 操作所引发的脱靶效应的担忧 。 由于RNA在细胞内的丰度和结构都千差万别,REPAIR系统介导的RNA单碱基编辑会因RNA不同而异。当然, DNA和RNA水平的单碱基编辑为基因编辑改造以治疗疾病又提供了多种可供选择的高效手段。 

陈玲玲研究员和杨力研究员利用计算和实验相结合的方法,长期从事RNA组学、非编码RNA和RNA编辑研究。 从环形长非编码RNA(Zhang et al, Mol Cell 2013;Zhang et al, Cell 2014;Zhang et al, Genome Res 2016;Li et al, Mol Cell 2017),特殊类型长非编码RNA(Yin et al, Mol Cell 2012;Zhang et al, BMC Genomics 2014;Wu et al, Mol Cell 2016;Xing et al, Cell 2017)和RNA编辑修饰(Zhu et al, BMC Genomics 2013;Chen et al, Cell Res 2015;Xiang et al, Mol Cell in press)等领域揭示了基因表达在转录/转录后水平的复杂性和多样性,为深入研究RNA水平的复杂性调控提供了重要的理论基础。

  论文连接:http://science.sciencemag.org/content/sci/358/6366/996.full.pdf

  

  图示:Cas13介导的RNA操作新体系