CIRTS-RNA编辑新工具

###Cell丨CIRTS——RNA编辑新工具

目前常用的核酸编辑技术:

DNA编辑: CRISPR/Cas9系统

RNA 编辑： CRISPR/Cas13

目前核酸编辑的局限性：

1. Cas蛋白巨大的分子量，使得病毒包装以及蛋白转运变得困难

   例如基因治疗用的AAV的包装能力仅限于4.7 kb

2. Cas蛋白来源于细菌，使得长期临床应用时易产生免疫原性

解决方案: CIRTS系统（CRISPR-Cas inspired RNA targeting system)

设计一个完全由人类蛋白成分合成的、可设计的、模块化的、RNA指导的RNA靶向效应器，克服了CRISPR-Cas系统的大分子量和免疫原性的限制性，为RNA调控的研究和利用提供了新的工具，为未来临床治疗提供了新机遇

最小限度的可设计的RNA靶向体系, CIRTS 需要4个组成部分：

1）一个RNA发夹结合蛋白（RNA hairpin binding protein），作为该系统的核心，在指导RNA（gRNA）的引导下，其可以选择性并高度亲和地与特异性的RNA结构结合；

2）一个gRNA，它的结构可以与设计好的发夹结合蛋白相互作用，同时它的序列与靶RNA互补；

3）一个带电荷的蛋白（ssRNA binding protein），可以与gRNA序列非特异性的结合，从而在靶向事件发生之前稳定并保护gRNA；

4）一个效应蛋白（effector protein），比如核糖核酸酶或者表观转录调节子，可以对目标RNA起特定作用。尽管Cas13以一个单一蛋白结构域包含了所有这些功能成分，但是本文研究者期望设计一个系统，联合多种蛋白结构域，每一种都可以展现其中一个功能，即本文所展现的CRISPR-Cas激发的RNA靶向系统——CIRTS（图1）。

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CIRTS1 设计例子与应用：

1. ORF5-TBP6.7-Pin nuclease: 体外和细胞内实验均证实其降解目的RNA的能力与Cas13系统相差不大
2. ORF5-TBP6.7-YTHDF1: 目标RNA的水平没有变化，但是相应的蛋白表达增加
3. ORF5-TBP6.7-YTHDF2: 目标转录本的RNA及相应的蛋白水平均下降
4. ORF5-TBP6.7-hADAR2:起到RNA编辑的作用
5. 人源蛋白组蛋白茎环结合蛋白（SLBP）可以替代CIRTS1的发夹结合结构域TBP6.7，产生同等效应
6. 人源阳离子蛋白肝素结合EGF样生长因子（HBEGF）和β-defensin 3也可以替代ORF5作为非特异性RNA结合结构域起相同作用.

CIRTS的优点：

1. 新型的、多功能的、可设计的、可编程RNA效应蛋白系统——CIRTS

2. CIRTS的组成完全是人源性 ，可以避免机体免疫反应，为持续基因治疗打开了大门

3. 同时由于其尺寸足够小，可以用AAV有效传递

4. CIRTS设计的模块化使得CIRTS可以具有多样功能：其可以在活细胞内靶向内源性RNA，核酸酶、表观转录调节子以及编辑器均可被CIRTS所传递，在多维度上实现对转录组的控制。这个新型RNA编辑工具的诞生，为基因编辑的研究以及临床应用带来了无限潜能**

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.05.049