两年前，Broad研究院的张锋实验室就利用Cas13核酸酶开发出一种精确的RNA编辑工具。这个名为REPAIR的系统可实现从A到I(G)的转换，不仅可作为研究工具，还有望治疗由突变引发的疾病。
如今，CRISPR工具箱再次扩大。张锋实验室于7月11日在《Science》在线发表题为“A cytosine deaminase for programmable single-base RNA editing”的论文。他们又开发出一种名为RESCUE的系统，可实现从C到U的RNA编辑。
同时，RESCUE还保留了从A到I的编辑活性，在向导RNA的作用下可实现从C到U和从A到I的多重编辑。此系统大大扩展了CRISPR工具可靶向的范围，囊括了蛋白质的磷酸化位点。这些位点作为蛋白质活性的开关，往往在信号分子和癌症相关通路中发现。
张锋表示：“为了应对遗传变化的多样性，我们需要一系列精确的技术。通过开发这种新的酶，并将其与CRISPR的可编程性和精确度相结合，我们能够填补工具箱中的一个关键空白。”
图. Cas13（粉红色）在向导RNA（红色）的帮助下靶向RNA（蓝色）
之前的REPAIR系统是将dCas13与ADAR2的脱氨基结构域相融合。这一次，他们将ADAR2转化成胞苷脱氨酶，开发出RESCUE系统。此系统可由精选的任意RNA引导，实现从C到U的编辑。
研究人员在人体细胞中试验了新平台，发现他们可靶向细胞中的天然RNA以及合成RNA中24个临床相关的突变。他们随后进一步优化了RESCUE系统，以减少脱靶编辑，同时尽量不破坏目标编辑。RESCUE的出现使得许多通过翻译后修饰（比如磷酸化和糖基化）调节蛋白质功能的位点也可以作为编辑目标。
RNA编辑的主要优点在于其可逆性，而DNA水平的改变是永久的。因此，RESCUE可用在需要暂时改变的情况下。为了证明这一点，研究人员利用RESCUE来靶向编码β-连环蛋白的RNA中的特定位点。
β-连环蛋白（β-catenin）的磷酸化会导致蛋白的活化和细胞的生长。如果永久地发生这样的改变，则细胞就会处于一种不受控制的生长状态，可能导致癌症的发生。不过有了RESCUE系统，瞬时的细胞生长可能会刺激伤口愈合，以应对急性损伤。
为了将RESCUE推向临床，以及让研究人员能够利用RESCUE来更好地了解致病突变，张锋实验室计划与大家分享RESCUE系统。相关质粒将通过非营利性的质粒共享库Addgene免费提供。（生物通 薄荷）
原文检索
A cytosine deaminase for programmable single-base RNA editing
Science 11 Jul 2019: eaax7063
