基因编辑技术有很多种,其中包括 ZFN(锌指核酸酶)、TALEN(转录激活因子样效应核酸酶)以及最广为人知的 CRISPR-Cas9(成簇的规则间隔短回文重复序列,C RISPR 相关蛋白 9)(PMID:27908936)。CRISPR-Cas9 基因组编辑系统的发现被视为科学上的一项重要突破,首席研究员 Jennifer Doudna 博士和 Emmanuelle Charpentier 博士因此获得了 2020 年诺贝尔化学奖(https://www.nobelprize.org/uploads/2020/10/popular-chemistryprize2020.pdf)。 “编辑”一个基因来改变其功能为治疗遗传疾病带来了巨大的希望,特别是那些无法彻底治愈的疾病,例如 GM2 神经节苷脂沉积症、GM1 神经节苷脂沉积症和卡纳万病。
RISPR-Cas 系统已被分为六种亚型,在广泛的微生物群落中具有众多直系同源物 1 。最近在未培养微生物中鉴定出的 II 型和 V 型家族的紧凑型 CRISPR 系统,进一步拓宽了我们对不同 CRISPR 机制和传染性病原体之间广泛共同进化的认识 2 – 4 。此外,由于腺相关病毒 (AAV) 的体内递送限制,紧凑型 CRISPR 效应子更适合用于产生基于 CRISPR 的治疗方式,而腺相关病毒通常用于治疗持久性疾病 5 。与 Cas9 和 Cas12 的 DNA 靶向活性相比,Cas13 是最近在 VI 型 CRISPR 系统中鉴定出的具有 RNA 引导的 RNA 干扰活性的单一效应子 6、7。CRISPR-Cas13 为哺乳动物细胞和植物的 RNA 研究提供了多种应用,例如活体成像、RNA 降解、碱基编辑和核酸检测 8 。此前已鉴定出多种 Cas13 效应子,分为四个家族;然而,天然微生物中 CRISPR-Cas13 系统的未知空间仍然难以捉摸。本文,我们在宏基因组数据集中鉴定出两个紧凑的 CRISPR-Cas13 家族,并对其进行改造,使其在哺乳动物细胞中降解 RNA 并进行 RNA 碱基转换。