CRISPR專利爭奪者再放大招！Nature、Cell兩篇文章發現10種用於疾病診斷的CRISPR酶

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最近來自加利福尼亞大學的研究人員通過研究描述了10種新型的CRISPR酶，這些酶一旦被激活其行為就像「吃豆人」一樣能夠「嚼碎」RNA，因此這些酶類或許能作為診斷傳染性病毒的敏感檢測器。這種新型的酶類是CRISPR蛋白—Cas13a的突變體，去年9月，來自伯克利的研究人員利用該蛋白實現了對來自病毒RNA的特異性序列進行檢測，同時研究者表示，一旦CRISPR—Cas13a同其靶點RNA相結合後，其就會開始切割RNA，從而就能夠輕鬆切掉和受體分子相關的RNA，並且產生熒光幫助研究者進行信號檢測。（點擊查看生物谷此前的報道：張鋒團隊今日帶來CRISPR重磅新應用）

電腦繪製出的RNA分子。圖片摘自：Richard Feldmann/Wikipedia

此前來自博德研究所的兩個研究小組相繼對CRISPR—Cas13a和RNA進行配對，並將構建好的新系統命名為SHERLOCK系統，該系統能夠在極低濃度下對病毒的RNA進行檢測，比如對登革熱和寨卡病毒的RNA進行檢測等。諸如這種系統就能夠用來檢測任何類型的RNA，包括癌細胞特異性的RNA。

當伯克利和博德研究所的研究人員發現使用的原始的Cas13a酶僅能夠在特定核苷酸位點（尿嘧啶）對RNA進行切割時，本文中研究者發現了其中三種新型的Cas13a突變體則能夠在腺嘌呤位點切割RNA，這種差異性就能夠實現同時檢測兩種不同的RNA分子，比如來自兩種不同病毒的RNA。研究者Alexandra East-Seletsky表示，我們通過深入研究發現了具有不同核苷酸的Cas13a家族的其它同系物，這就能夠對攜帶紅色和綠色熒光信號的不同受體分子進行同時檢測，從而幫助研究者開發多通道的酶類檢測系統。

研究者East-Seletsky表示，把Cas13a與RNA靶點結合看作一種開關，靶向作用該開關就能夠開啟酶類的表達使其成為細胞中的「吃豆人」來切割附近的RNA分子。發表在Nature雜誌上的研究報告中，伯克利的研究人員討論了CRISPR—Cas13a所具有的活性是否能在細菌中扮演關鍵角色，從而幫助細菌殺滅感染性的病毒或噬菌體，作為一些細菌的部分免疫系統組分，CRISPR—Cas13a能夠促進感染的細胞自殺從而幫助抵禦其它細菌細胞免於被感染，類似的非CRISPR自殺細菌在其它其中中也存在。

隨後研究人員對細菌基因組資料庫進行搜尋，發現了10個其它的Cas13a樣蛋白，隨後研究者對這些蛋白進行了合成，並且評估其切割RNA的能力，其中有7個蛋白類似原始的Cas13a，另外3個則能夠對RNA進行切割。基於前期的研究結果，研究人員表示，他們或許能夠多元化地使用這些酶類，並且擴展該技術的使用範圍，CRISPR-Cas13a家族或許還有其它多種用途，比如進行RNA檢測等。最後研究者Doudna說道，我們未來的研究目的就是開發用於多個醫療點診斷的強大Cas13a酶類家族。

原始出處：

Alexandra East-Seletsky,Mitchell R. O』Connell,Spencer C. Knight, et al. Two distinct RNase activities of CRISPR-C2c2 enable guide-RNA processing and RNA detection. Nature 538, 270–273 (13 October 2016) doi:10.1038/nature19802.

Alexandra East-Seletsky, Mitchell R. O』Connell, David Burstein, et al. RNA Targeting by Functionally Orthogonal Type VI-A CRISPR-Cas Enzymes. Molecular Cell (2017) doi:10.1016/j.molcel.2017.04.008

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