不到10年前，生物学经历了一次百年一遇的事件，震撼了整个科学领域。当时，一种被称为CRISPR/Cas-9的基因编辑技术的发现，使精确改变一个生命体的DNA序列成为可能。
虽然DNA可能是生命的原始蓝图，但RNA是结构——通过蛋白质和调控将这些想法转化为细胞的现实。虽然针对RNA的CRISPR系统最近才被发现，但没有一个系统能提供单一的清晰解决方案。
芝加哥大学的一组科学家宣布了一种突破性的方法来改变rna——新的系统不是使用来自细菌的蛋白质，比如CRISPR，而是由人类基因组的部分组成。6月20日发表在《细胞》杂志上的这项发现，可能通过暂时改变基因模板在细胞内的运作方式，为治疗疾病或损伤开辟新的途径。
该研究的作者、芝加哥大学的化学副教授布莱恩·迪金森说:“由于RNA的工作原理非常复杂，人们很长时间以来都没有将其作为靶点。”“但我认为，现在我们正在认识到，复杂性是一个找出如何利用和改变这些途径的机会。原则上，你可以对细胞进行比DNA更剧烈的改变，现在我们终于有了这样做的工具。”
即使dna靶向CRISPR方法开始在人类身上进行初步临床试验，科学家们对RNA的等效系统也越来越感兴趣。Dickinson说，一种可以安全应用于人类的rna定位方法将是CRISPR的一个有价值的补充。
迪金森说:“如果你想象CRISPR将纠正的疾病的世界，那将是非常重要的，但只是那些基于你DNA中的一个单一突变的疾病。”“在细胞中，还有许多由多种原因引起的疾病，这可能更加难以理解——而且还会有一些疾病，与永久改变某人的DNA相关的风险太高。”
由于RNA改变的影响是暂时的，而不是永久性的，因此RNA- crispr天生风险较小，因为如果有无法忍受的副作用，医生可以简单地停止治疗。迪金森说:“我们知道该怎么做——你会鼓励细胞生长和增殖的过程。”“但这些都是会导致癌症的东西，所以你永远不可能在DNA水平上做到这一点。”
但将这些微生物系统转化为治疗手段将是一项挑战，他说。“以rna为靶点的药物需要持续使用，因此CRISPR/Cas系统的外来性质将在应用于人类时产生免疫反应。”
这为自然CRISPR系统提出了关键的障碍，Dickinson的团队意识到他们有机会通过从头开始重新设计整个系统来纠正这些障碍。
因为它是一种非常大的蛋白质，CRISPR通常太大而不能使用最常见的传递系统将遗传物质插入细胞中——“噬菌体”，它来自微小的病毒。这是一个问题，特别是如果您需要不断地交付它们。更重要的是，由于CRISPR来自一种微生物，人们对人类免疫系统对它的反应存在重大担忧。
相反，研究小组根据CRISPR的每个部分的功能将其分解成不同的组成部分，并寻找具有相同功能的蛋白质的人类版本。然后他们将这些材料拼凑成一个比CRISPR更小的整体，并且由人类材料制成。
迪金森说:“尽管还有很多工作要做，但最不可思议的是，它确实奏效了。”
他们的系统在实验室的测试中成功地改变了RNA。科学家们计划在一些性能不如CRISPR的地方改进该系统，他们说，但他们对早期的结果感到鼓舞。
迪金森说:“随着我们了解的越来越多，你可以想象以不同的方式瞄准多个RNA，并在RNA水平上对细胞进行更复杂的重新编程。”“这是一个非常令人兴奋的领域。”
第一作者是研究生西蒙娜·劳赫;其他合著者包括访问学者Michael Srienc、博士后研究员Zhou Huiqing、高中生Emily He和研究生张子杰。
科学家们正与芝加哥大学波尔斯基创业与创新中心合作，以推进这一发现。
引文:“可编程RNA引导的RNA效应蛋白由人体部分构建。劳赫等人，牢房，2019年6月20日。DOI: 10.1016 / j.cell.2019.05.049
资助:芝加哥大学，国立卫生研究院，芝加哥研究员项目。