癌症免疫療法，肺癌轉移及許多其他疾病的關鍵基因。但是，這些基因篩選的範圍有限：它們只能編輯或靶向DNA。對於人類基因組的許多區域，靶向DNA可能無效，而其他生物(例如冠狀病毒或流感之類的RNA病毒)也無法通過現有的DNA靶向CRISPR篩選完全靶向。
現在，在今天發表在《自然生物技術》上的科學界重要的新資源中，紐約基因組中心和紐約大學的內維爾·桑賈納(Neville Sanjana)博士實驗室的研究人員開發了一種新型的CRISPR篩選技術來靶向RNA。
研究人員利用了一種最近被表徵的CRISPR酶Cas13，該酶靶向RNA而不是DNA。他們使用Cas13，設計了一個優化平臺，用於在人類細胞中的RNA水平上大規模平行的基因篩選。可以使用這種篩選技術來了解RNA調節的許多方面，並確定非編碼RNA的功能，非編碼RNA是產生的但不編碼蛋白質的RNA分子。
通過針對人類RNA轉錄物中成千上萬個不同的位點，研究人員開發了一種基於機器學習的預測模型，以加快最有效的Cas13指導RNA的鑑定。研究人員可以通過交互式網站和開源工具箱使用這項新技術，以預測定製RNA靶標的指導RNA效率，併為所有人類蛋白質編碼基因提供預先設計的指導RNA。
這項研究的資深作者Sanjana博士說：“我們預計靶向RNA的Cas13酶將對分子生物學和醫學應用產生重大影響，但是對於高靶向效力的指導RNA設計知之甚少。”“我們打算通過深入而系統的研究來改變這一點，以開發出最有效的指南設計的關鍵原理和預測模型。”
Sanjana博士是紐約基因組中心的核心教員，紐約大學生物學助理教授，紐約大學醫學院神經科學與生理學助理教授。
Cas13酶是VI型CRISPR(聚簇的規則間隔的短迴文重複序列)酶，最近被鑑定為具有核酸酶活性的可編程RNA引導，RNA靶向蛋白，可在不改變基因組的情況下實現靶基因敲低。該特性使Cas13成為潛在影響基因表達而不會永久改變基因組序列的重要療法。
Evnin Family博士Tom Maniatis表示：“這是我們在紐約基因組中心培育和開發的技術創新。SanjanaLab的最新CRISPR技術對推動基因組學和精密醫學領域具有令人興奮的意義。”紐約基因組中心科學總監兼首席執行官。
這項研究的第一作者，博士後科學家Hans-Hermann Wessels和博士生AlejandroMéndez-Mancilla開發了一套基於Cas13的新工具，並在哺乳動物細胞中進行了轉錄平鋪和排列篩選。研究人員總共收集了超過24,000個RNA靶向指南的信息。
Wessels博士說：“我們在許多不同的轉錄本上平鋪了指導RNA，包括幾個人類基因，我們可以通過抗體染色和流式細胞術輕鬆測量轉錄本的敲除。”“一直以來，我們發現了一些有趣的生物學見解，這些見解可能會擴大靶向RNA的Cas13酶的應用。”例如，研究小組的發現包括有關指導RNA的哪些區域對於識別靶RNA更為重要的見解。他們使用成千上萬個與它們的靶RNA具有1、2或3個單字母錯配的引導RNA，他們確定了一個關鍵的“種子”區域，該區域對CRISPR引導與靶之間的錯配非常敏感。這一發現將有助於科學家設計指導性RNA，以避免意外目標RNA上的脫靶活性。
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