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CRISPR全稱是Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats（成簇的規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列），而Cas的全稱是CRISPR associated（CRISPR關(guān)聯(lián)），簡(jiǎn)稱為CRISPR/Cas系統(tǒng)。CRISPR/Cas這項(xiàng)技術(shù)自從問世以來(lái)，已經(jīng)吸引了無(wú)數(shù)歡呼和掌聲，在短短兩三年之內(nèi)，它已經(jīng)成為了生物科學(xué)領(lǐng)域最炙手可熱的研究工具，但其實(shí)CRISPR/Cas系統(tǒng)早就存在自然界中了。CRISPR/Cas系統(tǒng)為細(xì)菌與古細(xì)菌中抵御外源病毒和質(zhì)粒DNA入侵的獲得性免疫機(jī)制系統(tǒng)。作為一種新型的基因組編輯技術(shù),具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、特異性強(qiáng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)。在2013年2月15日，張鋒等人將CRISPR/Cas9系統(tǒng)成功應(yīng)用于哺乳動(dòng)物和人類細(xì)胞的基因編輯，此后迅速成為人類生物學(xué)、農(nóng)業(yè)和微生物學(xué)等領(lǐng)域最流行的基因編輯工具。CRISPR/Cas系統(tǒng)可以分為兩類：第一類系統(tǒng)的核酸酶由多個(gè)亞基組成；第二類系統(tǒng)特別受關(guān)注，其核酸酶由單一的蛋白組成，包括基于Cas9、Cas12和Cas13效應(yīng)蛋白的II、V和VI型。
近日，麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)Broad研究所的Pardis C. Sabeti、張鋒等人在一項(xiàng)新的研究中將一種CRISPR RNA切割酶轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N經(jīng)編程后檢測(cè)和破壞人細(xì)胞中RNA病毒的抗病毒劑。相關(guān)研究結(jié)果于2019年10月10日在線發(fā)表在Molecular Cell期刊上，文章題目為“Programmable Inhibition and Detection of RNA Viruses Using Cas13”。
研究中通過計(jì)算，在數(shù)百種人類可能感染的ssRNA病毒物種中，識(shí)別出數(shù)千個(gè)潛在的Cas13 crRNA 靶點(diǎn)。
（圖形摘要）
研究人員將Cas13的抗病毒活性與其診斷能力結(jié)合起來(lái)，建立了一個(gè)強(qiáng)大、快速且可編程的診斷和抗病毒系統(tǒng)，命名為CARVER(Cas13輔助的病毒表達(dá)和讀出限制)，以檢測(cè)和消滅人類細(xì)胞中基于RNA的病毒。研究中分別測(cè)試了Cas13對(duì)淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎病毒(LCMV)、甲型流感病毒(IAV)和水泡性口炎病毒(VSV)三種不同RNA病毒的人類細(xì)胞中的活性。研究人員將Cas13基因片段和一種工程化的引導(dǎo)RNA導(dǎo)入細(xì)胞，24小時(shí)后，將細(xì)胞暴露在病毒中。再過24小時(shí)后，Cas13酶使細(xì)胞培養(yǎng)中的病毒RNA水平降低了多達(dá)40倍。
（cas13有效降低哺乳動(dòng)物細(xì)胞中病毒RNA的水平）
研究小組進(jìn)一步研究了Cas13對(duì)病毒感染性的影響。數(shù)據(jù)表明，在病毒暴露8小時(shí)后，Cas13將流感病毒的傳染性降低了300多倍。
為了增加診斷需求，研究人員還采用了基于Cas13的核酸檢測(cè)技術(shù)SHERLOCK。這個(gè)三合一的CARVER系統(tǒng)可以快速測(cè)量樣品中病毒RNA的剩余水平。
此次研究能夠迅速開發(fā)針對(duì)各種已知和新發(fā)現(xiàn)的人類病原體的抗病毒藥物，對(duì)傳染病的診斷和治療具有重大意義。
參考文獻(xiàn)：Programmable Inhibition and Detection of RNA Viruses Using Cas13
