非编码RNA研究 CRISPRa和CRISPRi对非编码RNA研究有很大的帮助。不过这些技术都面临着一个问题,非编码RNA(特别是长非编码RNA)往往与蛋白编码基因共享一个调控区域。这个问题很难避免,但并不复杂。我们只需要查一下附近的基因,就可以通过PCR或Western blot检测这些基因的表达,了解它们是否与预定目标一同发生了改变。 虽然CRISPRa和CRISPRi很给力,但我们还需要通过其他途径探索非编码RNA的功能 。举例来说,通过CRISPR基因编辑令非编码转录本失活,有助于验证我们的研究结果。
“如果你认为某个长非编码RNA有功能,最好从多种途径来证明这一点,”斯坦福大学的Jens Durruthy-Durruthy说。他在Vittorio Sebastiano实验室从事博士后研究,他所在的研究团队正在使用张锋的CRISPRa和传统的CRISPR基因编辑,研究长非编码RNA在人类发育和癌症中起到的作用。
Weissman的研究团队正在设计新的引导RNA文库,以便更有效地靶标基因组的转录起始位点。O’Connell正在对自己开发的RCas9进行改造。RCas9识别和切割RNA而不是DNA,理论上特别适合非编码RNA的功能研究。不过RCas9最初是在细胞裂解物中使用的,研究人员希望通过改良使其在细胞内有效工作。与此同时,研究者们还在寻找能够直接编辑RNA的天然CRISPR系统,这样的系统将更容易导入细胞。
“我相信这样的系统肯定存在,”Bassett说。 去年七月,美国麻省理工的副教授卢冠达(Timothy Lu)在Molecular Cell杂志上发表文章,阐述了一项最新技术在非编码RNA研究领域的应用前景。这篇文章介绍了一个以CRISPR-Cas9为基础的基因组靶向技术,CRISPR-Display (CRISP-Disp)。这一技术是John Rinn博士开发的,能将大片段的非编码RNA送到指定基因组位点。研究人员摸索出的gRNA-ncRNA融合方法,能将非编码RNA带到特定DNA位点,同时不影响dCas9的功能和活性。卢冠达认为,这个系统在合成生物学和非编码RNA机理研究中具有非常大的应用潜力。
能与指定目标匹配的引导RNA一般不止一条,我们需要为特定基因编辑任务选择最佳的引导RNA。去年七月,哈佛医学院的研究人员开发出了一种预测软件。该软件可以准确找出合适的引导RNA,以最有效的方式实现CRISPR-Cas9基因编辑。这项重要的研究成果发布在《自然方法》(Nature methods)杂志上。