Forskare från Broad Institute of MIT och Harvard har visat att ett CRISPR-baserat redigeringssystem kan klippa och binda RNA i däggdjursceller. I ett papper ut den här veckan Natur , laget använde CRISPR-Cas13, som forskarna hade hjälpt till att upptäcka, att både minska RNA -nivåer och "märka" RNA för att se och spåra dem i celler. Forskarna använde tidigare CRISPR-Cas13 för att rikta RNA i bakterieceller, men att bevisa att systemet kunde fungera säkert och effektivt i däggdjursceller var ett kritiskt steg mot att använda systemet för att studera mänsklig biologi och sjukdom.

Att ha denna typ av programmerbart verktyg för modulering av RNA i däggdjursceller skapar nya möjligheter att lära sig hur celler fungerar och, potentiellt, för att designa säkrare läkemedel. Till skillnad från redigering av DNA, som gör permanenta förändringar i cellens genom, inriktning på RNA kan göra det möjligt för forskare att göra tillfälliga förändringar som förändrar mängden protein som produceras av en gen istället för att helt stoppa produktionen.

"Även om vi har bra verktyg för att radera gener, de har fortfarande många begränsningar som gör studiet av genfunktion svårt, "förklarar medförfattaren Omar Abudayyeh, som är en doktorand i labbet för Broad core -medlem och MIT -docent Feng Zhang. "Cas13 låter dig sänka genuttrycksnivåerna utan att helt eliminera dem, vilket är användbart för att studera gener och kan erbjuda ett mindre toxiskt terapeutiskt tillvägagångssätt för att korrigera genetiska sjukdomar. "

Laget, ledd av forskare från Zhangs lab, testade Cas13 -enzymer från femton olika mikrober för att hitta den, från Leptotrichia wadei (LwaCas13a), som var bäst lämpad för uppgiften. Genom att använda LwaCas13a kunde de klippa specifika platser i riktat RNA med större specificitet än det nuvarande valda RNA-knockdown-verktyget, RNA-interferens (RNAi). Även om RNAi kan vara ett användbart verktyg, det leder ofta till oönskade effekter utanför målet, gör experiment svårt att tolka. Sådana effekter utanför målet minskade signifikant med Cas13.

Zhangs team visade också att en så kallad "död" variant av Cas13 som binder RNA men inte skär det kan kombineras med ljusa fluorescerande "taggar" för att visuellt spåra mål-RNA när det rör sig inom cellen.

"Vår konstruktion av Cas13 här för att binda och bildutskrifter visar löftet för denna plattform för utveckling av en bredare uppsättning verktyg för att övervaka och manipulera RNA, "tillägger medförfattaren Jonathan Gootenberg, som också är en doktorand i Zhangs laboratorium samt labbet för den breda kärnmedlemmen Aviv Regev.

Forskarna noterar att CRISPR-Cas13s infödda förmåga att binda RNA också gör det lättare att använda än annan teknik, som för närvarande kräver att forskare ändrar genomet på en organism för att skapa en bindningsplats. Dessa funktioner kan göra CRISPR-Cas13 till ett viktigt tillägg till biologernas verktygslåda för att studera genfunktion; forskare kan få CRISPR-Cas13-verktyg via det ideella plasmidförvaret Addgene.