CRISPR/Cas系統(tǒng)是目前發(fā)現(xiàn)存在于大多數(shù)細(xì)菌與所有的古菌中的一種免疫系統(tǒng)，被用來(lái)識(shí)別和摧毀抗噬菌體和其他病原體入侵的防御系統(tǒng)。在CRISPR/Cas系統(tǒng)中，CRISPR是規(guī)律間隔性成簇短回文重復(fù)序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats）的簡(jiǎn)稱(chēng)，涉及細(xì)菌基因組中的獨(dú)特DNA區(qū)域，也是儲(chǔ)存病毒DNA片段從而允許細(xì)胞能夠識(shí)別任何試圖再次感染它的病毒的地方，CRISPR經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA序列（被稱(chēng)作crRNA）識(shí)別入侵性病毒的遺傳物質(zhì)。Cas是CRISPR相關(guān)蛋白（CRISPR-associated proteins, Cas）的簡(jiǎn)稱(chēng)，Cas蛋白像一把分子剪刀那樣切割細(xì)菌基因組上的靶DNA。 

CRISPR/Cas系統(tǒng)是古菌和細(xì)菌的抵抗病毒和質(zhì)粒侵染的重要免疫防御系統(tǒng)。CRISPR-Cas系統(tǒng)劃分為兩大類(lèi)，第一大類(lèi)CRISPR-Cas系統(tǒng)由多亞基組成的效應(yīng)復(fù)合物發(fā)揮功能；第二大類(lèi)是由單個(gè)效應(yīng)蛋白（如Cas9, Cpf1, C2c1、C2c2 等）來(lái)發(fā)揮功能。其中，Cas9, Cpf1, C2c1和C2c2（也被稱(chēng)作Cas13a）均具有RNA介導(dǎo)的DNA核酸內(nèi)切酶活性。目前，Cas9和Cpf1蛋白作為基因組編輯工具被廣泛應(yīng)用，克服了傳統(tǒng)基因編輯技術(shù)步驟繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、效率低等缺點(diǎn)，以其較少的成分、便捷的操作以及較高的效率滿(mǎn)足了大多數(shù)領(lǐng)域的基因編輯需求，并有著潛在且巨大的臨床應(yīng)用價(jià)值。

然而，目前得到廣泛應(yīng)用的CRISPR/Cas9系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)發(fā)生脫靶效應(yīng)，導(dǎo)致科學(xué)家們不想要的結(jié)果。而新發(fā)現(xiàn)的CRISPR-Cas13a似乎具有更強(qiáng)的特異性，或許有助克服這一點(diǎn)。

為了讓讀者更好地了解CRISPR-Cas13a系統(tǒng)的研究脈絡(luò)，谷君在http://www.ncbi.nlm./pubmed網(wǎng)站上以CRISPR和（Cas13a or Cas13 or C2c2）為關(guān)鍵詞，除去不相關(guān)的檢索結(jié)果和綜述論文類(lèi)型的檢索結(jié)果，獲得11項(xiàng)相關(guān)的檢索結(jié)果。接下來(lái)，谷君對(duì)這11項(xiàng)檢索結(jié)果，進(jìn)行如下解讀。

1.Nature：大牛張鋒教授證實(shí)CRISPR–Cas13可靶向哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的RNA
2017年10月4日, doi:10.1038/nature24049

Cas13a結(jié)合和切割單鏈RNA。圖片來(lái)自Stephen Dixon。

如今，在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員對(duì)CRISPR-Cas13a系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，使之在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中發(fā)揮作用。相關(guān)研究結(jié)果于2017年10月4日在線(xiàn)發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“RNA targeting with CRISPR–Cas13”。

在這項(xiàng)新的研究中，來(lái)自MIT的張鋒（Feng Zhang）教授和他的同事們證實(shí)切割RNA的Cas13a酶（之前稱(chēng)作C2c2）能夠特異性地降低哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的內(nèi)源性RNA和報(bào)告RNA水平。 這些研究人員已從多種細(xì)菌物種中尋找一種能夠切割大腸桿菌報(bào)告基因的Cas13a酶。張峰教授和他的同事們著重關(guān)注來(lái)自細(xì)菌Leptotrichia wadei的Cas13a酶，這是因?yàn)榻?jīng)證實(shí)它最為高效地切割它的RNA靶標(biāo)。

他們隨后構(gòu)造出一種雙質(zhì)粒RNA靶向CRISPR系統(tǒng)，該系統(tǒng)在不同的質(zhì)粒上表達(dá)向?qū)NA（gRNA）和Cas13a基因，其中Cas13a基因含有一種經(jīng)過(guò)改造的核定位序列（nuclear localization sequence）。在人細(xì)胞系中，這種CRISPR-Cas13a構(gòu)造物高效地切割報(bào)告質(zhì)粒（reporter plasmid）中轉(zhuǎn)錄的RNA和三種內(nèi)源性基因轉(zhuǎn)錄的RNA。

這種RNA靶向系統(tǒng)能夠類(lèi)似地抑制體外培養(yǎng)的源自水稻（Oryza sativa）的原生質(zhì)體（移除細(xì)胞壁的細(xì)胞）中的內(nèi)源性基因。

鑒于張峰教授和他的同事們最初已在細(xì)菌中證實(shí)在切割它的靶序列之后，Cas13a作為一種非特異性的RNA切割酶發(fā)揮作用，在它的途中切割RNA，如今，他們解決了Cas13a的這種相同的性質(zhì)是否也存在于哺乳動(dòng)物細(xì)胞中。利用RNA測(cè)序，他們證實(shí)與在細(xì)菌中不同的是，在人細(xì)胞系中，Cas13a僅靶向gRNA指定的RNA，而讓細(xì)胞中測(cè)序的所有其他的RNA保持完整。

這些研究人員構(gòu)建出一種缺失核酸內(nèi)切酶活性Cas13a版本，它能夠結(jié)合到序列特異性的單鏈RNA上，但不會(huì)對(duì)其進(jìn)行切割。利用偶聯(lián)到一種熒光蛋白的Cas13a酶版本，他們能夠在細(xì)胞中追蹤C(jī)as13a結(jié)合的RNA從細(xì)胞核遷移到細(xì)胞質(zhì)中。

2.Nature子刊：新研究破解RNA靶向CRISPR酶Cas13a的作用機(jī)制
2017年9月11日, doi:10.1038/nsmb.3466 

來(lái)自加州大學(xué)伯克利分校的研究人員在最新研究中報(bào)道了一個(gè)毛螺科菌(Lachnospiraceae bacterium) crRNA結(jié)合Cas13a (LbaCas13a)的晶體結(jié)構(gòu)，分辨率為2.0?，通過(guò)解析這一結(jié)構(gòu)，研究人員描述了Cas13a酶如何產(chǎn)生功能性crRNAs，以及在靶標(biāo)RNA識(shí)別之前，其催化活性如何被封閉，這將有助于解析細(xì)菌免疫系統(tǒng)，以及臨床診斷治療。這一研究成果公布在9月11日的Nature Structural & Molecular Biology雜志上，文章的通訊作者是基因組編輯技術(shù)變革的先驅(qū)之一Jennifer A. Doudna教授。

這篇文章報(bào)道了一個(gè)毛螺科菌(Lachnospiraceae bacterium) crRNA結(jié)合Cas13a (LbaCas13a)的晶體結(jié)構(gòu)，分辨率為2.0?，這是最近發(fā)現(xiàn)的Cas13a酶亞型。研究人員通過(guò)結(jié)構(gòu)分析，以及生化實(shí)驗(yàn)定義了直接負(fù)責(zé)crRNA突變的Cas13a催化殘基，而且這種蛋白上外源靶向RNA特異性序列的發(fā)現(xiàn)也解釋了Cas13a核酸酶活化的構(gòu)象門(mén)控。

這些研究結(jié)果描述了Cas13a酶如何產(chǎn)生功能性crRNAs，以及在靶標(biāo)RNA識(shí)別之前，其催化活性如何被封閉，這將有助于解析細(xì)菌免疫系統(tǒng)，以及臨床診斷治療。

3.Cell：中科院生物物理所王艷麗/章新政課題組從結(jié)構(gòu)上揭示Cas13a切割RNA機(jī)制
2017年7月27日, doi:10.1016/j.cell.2017.06.050

圖片來(lái)自Cell期刊。

作為一種VI-A型CRISPR-Cas系統(tǒng)的一種RN引導(dǎo)的RNA核酸酶，Cas13a降解crRNA靶向的入侵性RNA，在RNA技術(shù)中具有廣泛的潛在應(yīng)用。

如今，在一項(xiàng)新的研究中，為了理解Cas13a如何被激活和切割靶RNA，中科院生物物理所中國(guó)科學(xué)院核酸生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新課題組組長(zhǎng)王艷麗（Yanli Wang）課題組和中科院生物物理所生物大分子國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新課 題組組長(zhǎng)章新政（Xinzheng Zhang）課題組解析出來(lái)自口腔纖毛菌（Leptotrichia buccalis）的Cas13a（以下稱(chēng)LbuCas13a）結(jié)合到crRNA和它的靶RNA上時(shí)的晶體結(jié)構(gòu)，以及LbuCas13a-crRNA復(fù)合物的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)。他們證實(shí) crRNA-靶RNA雙鏈結(jié)合到LbuCas13a中的核酸酶葉（nuclease lobe, NUC）的一種帶正電荷的中心通道內(nèi)，而且一旦結(jié)合靶RNA，LbuCas13a和crRNA經(jīng)歷顯著的構(gòu)象變化。這種crRNA-靶RNA雙鏈形成促進(jìn)LbuCas13a的HEPN1結(jié) 構(gòu)域移向HEPN2結(jié)構(gòu)域，從而激活LbuCas13a的HEPN催化位點(diǎn)，隨后LbuCas13a就以一種非特異性的方式切割單鏈靶RNA和其他的RNA。

這些發(fā)現(xiàn)揭示出VI型CRISPR-Cas系統(tǒng)的Cas13a抵抗RNA噬菌體的作用機(jī)制，這就為將它作為一種RNA操縱工具加以應(yīng)用鋪平道路，如將它的RNA切割和附帶切割活性用于基礎(chǔ)研究、診斷和治療。

4.Bioinformatics：首次開(kāi)出CRISPR-RT程序，用于設(shè)計(jì)具有改善的靶標(biāo)特異性的CRISPR-C2c2 crRNA
2017年9月14日, doi:10.1093/bioinformatics/btx580

CRISPR-Cas系統(tǒng)已被成功地用于基因組編輯。近期，人們報(bào)道了CRISPR-C2c2系統(tǒng)是一種RNA編輯工具。

在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)邁阿密大學(xué)的研究人員描述了CRISPR-RT（CRISPR RNA-Targeting），這是首個(gè)有助生物學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)用于改善CRISPR-C2c2系統(tǒng)靶標(biāo)特異性的crRNA的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。CRISPR-RT允許用戶(hù)設(shè)計(jì)一系列參數(shù)，這就使得它在當(dāng)前的和未來(lái)的基于CRISPR的RNA編輯研究中具有高度的靈活性。CRISPR-RT涵蓋了主要的模式生物，而且可以很容易地經(jīng)擴(kuò)增后涵蓋其他的物種。CRISPR-RT將有助科學(xué)家們開(kāi)展RNA編輯研究。

5.Mol Cell：發(fā)現(xiàn)10種用于疾病診斷的CRISPR酶 
2017年5月4日, doi:10.1016/j.molcel.2017.04.008

最近來(lái)自加利福尼亞大學(xué)的研究人員通過(guò)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(lèi)或許能作為診斷傳染性病毒的敏感檢測(cè)器。這種新型的酶類(lèi)是CRISPR蛋白—Cas13a的突變體。

當(dāng)伯克利和博德研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)使用的原始的Cas13a酶僅能夠在特定核苷酸位點(diǎn)（尿嘧啶）對(duì)RNA進(jìn)行切割時(shí)，本文中研究者發(fā)現(xiàn)了其中三種新型的Cas13a突變體則能夠在腺嘌呤位點(diǎn)切割RNA，這種差異性就能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)檢測(cè)兩種不同的RNA分子，比如來(lái)自?xún)煞N不同病毒的RNA。研究者Alexandra East-Seletsky表示，我們通過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn)了具有不同核苷酸的Cas13a家族的其它同系物，這就能夠?qū)y帶紅色和綠色熒光信號(hào)的不同受體分子進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)，從而幫助研究者開(kāi)發(fā)多通道的酶類(lèi)檢測(cè)系統(tǒng)。 

研究者East-Seletsky表示，把Cas13a與RNA靶點(diǎn)結(jié)合看作一種開(kāi)關(guān)，靶向作用該開(kāi)關(guān)就能夠開(kāi)啟酶類(lèi)的表達(dá)使其成為細(xì)胞中的“吃豆人”來(lái)切割附近的RNA分子。

隨后研究人員對(duì)細(xì)菌基因組數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行搜尋，發(fā)現(xiàn)了10個(gè)其它的Cas13a樣蛋白，隨后研究者對(duì)這些蛋白進(jìn)行了合成，并且評(píng)估其切割RNA的能力，其中有7個(gè)蛋白類(lèi)似原始的Cas13a，另外3個(gè)則能夠?qū)NA進(jìn)行切割?；谇捌诘难芯拷Y(jié)果，研究人員表示，他們或許能夠多元化地使用這些酶類(lèi)，并且擴(kuò)展該技術(shù)的使用范圍，CRISPR-Cas13a家族或許還有其它多種用途，比如進(jìn)行RNA檢測(cè)等。最后研究者Doudna說(shuō)道，我們未來(lái)的研究目的就是開(kāi)發(fā)用于多個(gè)醫(yī)療點(diǎn)診斷的強(qiáng)大Cas13a酶類(lèi)家族。

6.Science：基于CRISPR/Cas13a的診斷平臺(tái)可檢測(cè)任何RNA分子，靈敏度增加一百萬(wàn)倍
2017年4月13日, doi:10.1126/science.aam9321

在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)哈佛大學(xué)-麻省理工學(xué)院布羅德研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)布羅德研究所）、麻省理工學(xué)院麥戈文腦研究所、麻省理工學(xué)院醫(yī)學(xué)工程與科學(xué)研究所、哈佛大學(xué)懷斯生物啟發(fā)工程研究所（Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering）的研究人員將一種靶向RNA（而不是DNA）的CRISPR相關(guān)酶（即Cas13a）改造為一種快速的、廉價(jià)的和高度靈敏的診斷工具，從而有潛力引發(fā)研究和全球公共衛(wèi)生變革。相關(guān)研究結(jié)果于2017年4月13日在線(xiàn)發(fā)表在Science期刊上，論文標(biāo)題為“Nucleic acid detection with CRISPR-Cas13a/C2c2”。

在這項(xiàng)研究中，布羅德研究所成員Feng Zhang、Jim Collins、Deb Hung、Aviv Regev和Pardis Sabeti描述了這種靶向RNA的CRISPR相關(guān)酶如何被用作一種高度靈敏的檢測(cè)器---能夠指示最少至一個(gè)靶RNA或DNA分子的存在。論文第一作者Omar Abudayyeh和Jonathan Gootenberg將這種新的工具稱(chēng)為“SHERLOCK（Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter unLOCKing）”；這種技術(shù)可能有朝一日被用來(lái)應(yīng)對(duì)病毒性和細(xì)菌性流行病爆發(fā)、監(jiān)控抗生素耐藥性和檢測(cè)癌癥。

在2016年6月，Zhang和他的同事們首次描述了這種靶向RNA的CRISPR相關(guān)酶（之前被稱(chēng)作C2c2，如今被稱(chēng)作Cas13a），而且能夠經(jīng)編程后切割細(xì)菌細(xì)胞中的特定RNA序列（Science, Published online:02 Jun 2016, doi:10.1126/science.aaf5573）。不同于靶向DNA的CRISPR相關(guān)酶（如Cas9和Cpf1），Cas13a能夠在切割它的靶RNA之后保持活性，而且可能表現(xiàn)出不加區(qū)別的切割活性，而且在一系列被稱(chēng)作“附帶切割（collateral cleavage）”的作用當(dāng)中，繼續(xù)切割其他的非靶RNA。在其發(fā)表的論文和申請(qǐng)的專(zhuān)利中，該團(tuán)隊(duì)描述了這個(gè)CRISPR系統(tǒng)的廣泛生物技術(shù)應(yīng)用，包括將它的RNA切割和附帶切割活性用于基礎(chǔ)研究、診斷和治療。

在這項(xiàng)新的研究中，這種SHERLOCK方法的靈敏度增加了一百萬(wàn)倍。這種增加是由于Zhang團(tuán)隊(duì)和布羅德研究所成員Jim Collins合作開(kāi)展研究取得的結(jié)果。Collins之前一直在研究寨卡病毒的診斷方法（Cell, 19 May 2016, doi:10.1016/j.cell.2016.04.059）。在2014年，Collins和他在懷斯生物啟發(fā)工程研究所的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種快速的基于合成紙的埃博拉病毒測(cè)試方法，該方法所使用的試劑能夠在室溫下運(yùn)輸和儲(chǔ)存。他們隨后對(duì)這種測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行修改來(lái)檢測(cè)寨卡病毒，并且證實(shí)他們能夠通過(guò)加入低水平熱量來(lái)提高RNA在樣品中的濃度來(lái)提高這種系統(tǒng)的檢測(cè)靈敏度。 通過(guò)一起合作，Zhang團(tuán)隊(duì)和Collins團(tuán)隊(duì)能夠采用一種不同的依賴(lài)體溫的擴(kuò)增過(guò)程來(lái)提高他們的測(cè)試樣品中的DNA或RNA水平。一旦這種水平增加，他們利用第二個(gè)擴(kuò)增步驟將DNA轉(zhuǎn)化為RNA，從而使得他們將這種靶向RNA 的CRISPR工具的靈敏度增加了一百萬(wàn)倍，而且這種工具能夠在幾乎任何環(huán)境下使用。 

另外，這種CRISPR工具還包括一種RNA報(bào)告分子。當(dāng)該報(bào)告分子被切割時(shí)，它會(huì)發(fā)出熒光。當(dāng)Cas13a檢測(cè)到靶RNA序列時(shí)，它的無(wú)區(qū)分的RNA酶活性（即附帶切割活性）也會(huì)切割這種RNA報(bào)告分子，從而釋放可檢測(cè)到的熒光信號(hào)。

7.Mol Cell：張鋒發(fā)現(xiàn)靶向RNA“新魔剪”，CRISPR家族再次壯大！  
2017年2月16日, doi:10.1016/j.molcel.2016.12.023

近日，發(fā)表在Molecular Cell雜志上題為“Cas13b Is a Type VI-B CRISPR-Associated RNA-Guided RNase Differentially Regulated by Accessory Proteins Csx27 and Csx28”的研究中，張鋒帶領(lǐng)的研究小組發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)新型的RNA靶向CRISPR系統(tǒng)。這類(lèi)新系統(tǒng)利用了一種新的Cas酶——Cas13b。

研究發(fā)現(xiàn)，Cas13b具有靶向和編輯RNA的能力。僅靶向RNA的這一能力使得研究人員能夠以高通量地方式特異性地操縱RNA，從而用于研究廣泛的生物過(guò)程。

這一新發(fā)現(xiàn)的酶與張鋒研究組去年6月在Science雜志上（論文：C2c2 is a single-component programmable RNA-guided RNA-targeting CRISPR effector）提出的Cas13a（先前被稱(chēng)為C2c2，一種RNA靶向酶）有一些共同的特性。

像Cas13a一樣，Cas13b僅需要單個(gè)向?qū)NA就能找到靶標(biāo)，并且從遺傳學(xué)的角度是可編碼的。此外，Cas13b能夠同時(shí)靶向多個(gè)RNA轉(zhuǎn)錄本。但Cas13b也有一些獨(dú)特的特點(diǎn)，表明它與Cas13a是不同的。這些特性使得Cas13b更適用于微調(diào)基因功能。

8.Cell：王艷麗課題組解析Ⅵ型CRISPR-Cas系統(tǒng)C2c2-RNA復(fù)合物結(jié)構(gòu)
2017年1月12日, doi:10.1016/j.cell.2016.12.031

2017年1月12日，Cell 雜志發(fā)表了中科院生物物理研究所王艷麗課題組關(guān)于Ⅵ型CRISPR-Cas系統(tǒng)的效應(yīng)蛋白C2c2的結(jié)構(gòu)研究。標(biāo)題為“Two Distant Catalytic Sites Are Responsible for C2c2 RNase Activities”。該研究解析了Leptotrichia shahii（Lsh）細(xì)菌中C2c2與crRNA (CRISPR-RNA) 的二元復(fù)合物以及C2c2在自由狀態(tài)下的晶體結(jié)構(gòu)，揭示了LshC2c2通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的活性結(jié)構(gòu)域來(lái)發(fā)揮其兩種不同的RNA酶切活性，這為研究C2c2發(fā)揮RNA酶活性的分子機(jī)制提供了重要的結(jié)構(gòu)生物學(xué)基礎(chǔ)。

2015年，一種全新的第二類(lèi)CRISPR-Cas系統(tǒng)-Ⅵ型系統(tǒng)被發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)中的效應(yīng)蛋白被命名為C2c2。而后的研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，Ⅵ型CRISPR-Cas系統(tǒng)是一種新型靶向RNA的CRISPR系統(tǒng)，而C2c2是一種以RNA為導(dǎo)向靶向和降解RNA的核酸內(nèi)切酶，有望被開(kāi)發(fā)作為RNA研究的工具，擴(kuò)展CRISPR系統(tǒng)在基因編輯方面的運(yùn)用。

王艷麗課題組通過(guò)深入的研究，解析了C2c2與crRNA的二元復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)以及C2c2蛋白的晶體結(jié)構(gòu)，揭示了C2c2包含一個(gè)crRNA識(shí)別的葉片即REC葉片，和一個(gè)核酸酶葉片即NUC葉片。REC葉片包含NTD結(jié)構(gòu)域（N-terminal domain）和Helical-1結(jié)構(gòu)域，NUC葉片包含了兩個(gè)HEPN結(jié)構(gòu)域、Helical-2結(jié)構(gòu)域以及連接兩個(gè)HEPN結(jié)構(gòu)域的連接結(jié)構(gòu)域。負(fù)責(zé)切割前體crRNA和靶標(biāo) RNA的活性口袋分別位于Helical-1和HEPN結(jié)構(gòu)域上。crRNA的結(jié)合會(huì)引起C2c2蛋白的構(gòu)象變化，這種變化很可能會(huì)穩(wěn)定crRNA的結(jié)合，進(jìn)而對(duì)識(shí)別靶標(biāo)RNA起著重要作用。該研究通過(guò)結(jié)構(gòu)和生化研究揭示了C2c2剪切pre-crRNA以及切割靶標(biāo) RNA的分子機(jī)制，對(duì)認(rèn)識(shí)細(xì)菌抵抗RNA病毒入侵的分子基礎(chǔ)具有十分重要的意義。同時(shí)也為改造CRISPR-C2c2系統(tǒng)，為其在基因編輯領(lǐng)域的運(yùn)用提供了強(qiáng)有力的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，有助于加速對(duì)病毒感染引發(fā)的疾病的理解、治療和預(yù)防。

9.Nature：CRISPR工具箱被特殊RNA切割蛋白擴(kuò)充 
2016年10月13日, doi:10.1038/nature19802

日前，一項(xiàng)刊登于國(guó)際雜志Nature上的研究報(bào)告中，來(lái)自加州大學(xué)伯克利分校(UC Berkeley)的研究人員通過(guò)研究擴(kuò)大了新發(fā)現(xiàn)的CRISPR蛋白C2c2的作用，蛋白C2c2能夠靶向作用RNA而不是DNA。

研究者指出，C2c2能夠作為一種RNA引導(dǎo)的RNA切割酶，然而當(dāng)前科學(xué)家們并不清楚該蛋白如何對(duì)RNA實(shí)施切割作用，在這項(xiàng)標(biāo)題為“Two distinct RNase activities of CRISPR-C2c2 enable guide-RNA processing and RNA detection”的研究報(bào)告中，研究者們就通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，C2c2并不像我們之前認(rèn)為的僅有一種RNA切割活性，實(shí)際上C2c2有兩種不同的RNA切割活性，這兩種活性能夠互相協(xié)作來(lái)進(jìn)行強(qiáng)大的RNA檢測(cè)和降解功能。 

研究者Doudna教授說(shuō)道，這項(xiàng)研究擴(kuò)大了我們對(duì)C2c2引導(dǎo)RNA過(guò)程的理解，同時(shí)也為我們提供了一種新型的RNase應(yīng)用，C2c2就像一個(gè)全副武裝的哨兵一樣，其能夠根據(jù)所檢測(cè)的靶點(diǎn)來(lái)攻擊所有的RNAs，而這種活性就能夠被調(diào)節(jié)，作為一種自動(dòng)的放大檢測(cè)器來(lái)用于低廉的診斷檢測(cè)中。

C2c2所具有的兩種不同的RNA切割活性中每一種都有其自己的功能，第一種就是產(chǎn)生導(dǎo)向RNAs來(lái)促進(jìn)C2c2尋找特殊的靶向RNA分子，第二種就是會(huì)激活一種互補(bǔ)的RNA靶點(diǎn)，從而作為一種常規(guī)的RNA切割器來(lái)破壞所有存在的RNAs。

10.Science：基因編輯大牛張鋒再發(fā)力，揭示只靶向RNA的新型CRISPR系統(tǒng)
2016年6月2日, doi:10.1126/science.aaf5573

在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院（NIH）、哈佛大學(xué)-麻省理工學(xué)院布羅德研究所（簡(jiǎn)稱(chēng)布羅德研究所）、麻省理工學(xué)院、羅格斯大學(xué)新伯朗士威校區(qū)和俄羅斯斯科爾科沃理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)的研究人員描述了一種靶向作用于RNA而不是DNA的新型CRISPR系統(tǒng)。相關(guān)研究結(jié)果于2016年6月2日在線(xiàn)發(fā)表在Science期刊上，論文標(biāo)題為“C2c2 is a single-component programmable RNA-guided RNA-targeting CRISPR effector”。

在這項(xiàng)研究中，來(lái)自布羅德研究所的張鋒（Feng Zhang）及其同事們與來(lái)自NIH的Eugene Koonin及其同事們、來(lái)自羅格斯大學(xué)新伯朗士威校區(qū)的Konstantin Severinov等組成一個(gè)合作小組，鑒定出一種RNA引導(dǎo)的能夠靶向結(jié)合和降解RNA的酶C2c2，并對(duì)C2c2進(jìn)行功能性描述。

這些發(fā)現(xiàn)揭示出C2c2---鑒定出的首個(gè)自然發(fā)生的只靶向作用于RNA的CRISPR系統(tǒng)，是由這個(gè)合作小組于2015年10月發(fā)現(xiàn)的---有助保護(hù)細(xì)菌免受病毒感染。他們證實(shí)C2c2經(jīng)基因編程后能夠切割細(xì)菌細(xì)胞中的特定RNA序列，這可能往分子生物學(xué)工具箱中增加了一個(gè)重要的工具。

C2c2只針對(duì)RNA發(fā)生作用可作為靶向作用于DNA的CRISPR-Cas9系統(tǒng)的重要補(bǔ)充。這種只靶向作用于RNA---協(xié)助執(zhí)行基因組指令---的能力能夠讓人們特異性地和高通量地操縱RNA，以及更加廣泛地操縱基因功能。這有潛力加快理解、治療和預(yù)防疾病的步伐。

11.Mol Cell：發(fā)現(xiàn)第二類(lèi)CRISPR-Cas基因組編輯系統(tǒng)
2015年11月5日, doi:10.1016/j.molcel.2015.10.008

在一項(xiàng)血腦的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了三個(gè)天然存在的具有基因組編輯潛力的新型CRISPR-Cas系統(tǒng)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2015年11月5日的Molecular Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Discovery and Functional Characterization of Diverse Class 2 CRISPR-Cas Systems”。

這三個(gè)新發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)與Cas9和Cpf1具有一些相同的特征，但是它們自己也具有一些獨(dú)特的性質(zhì)。這一發(fā)現(xiàn)突出表明第二類(lèi)CRISPR-Cas系統(tǒng)具有多樣性。

這些研究人員采用一種新的生物信息學(xué)方法發(fā)現(xiàn)了這些暫時(shí)被命名為C2c1、C2c2和C2c3的新蛋白，同時(shí)他們也開(kāi)發(fā)出多種計(jì)算方法來(lái)尋找新的CRISPR-Cas系統(tǒng)。