CRISPR-Cas9 基因編輯技術(shù)已被改進(jìn)用于靶向RNA。圖片來(lái)源：Molekuul/SPL/Getty

發(fā)現(xiàn)了剪斷基因的分子“剪刀”的研究人員，如今開(kāi)發(fā)出用于靶向并剪切RNA的類似方法。新的剪切工具應(yīng)當(dāng)能幫助研究人員更好地理解RNA在細(xì)胞和疾病中的作用。一些人認(rèn)為，它或許有一天可用于治療從亨廷頓氏舞蹈癥到心臟病的諸多疾病。

為研發(fā)針對(duì)這一過(guò)程的“刀片”，來(lái)自美國(guó)布羅德研究所的張鋒領(lǐng)導(dǎo)研究人員利用了CRISPR（成簇的、規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列），即細(xì)菌進(jìn)化出的用于對(duì)抗病原體的系統(tǒng)。CRISPR此前被用于編輯DNA，但理論上其對(duì)RNA也應(yīng)該有效。

這些日前發(fā)表于《科學(xué)》雜志的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)探索了保護(hù)細(xì)菌的自然防御系統(tǒng)的不同方面，并且或許zui終可用來(lái)幫助人類。“大自然早已發(fā)明了所有這些真正有趣的機(jī)制。”張鋒將自己比作一名探寶者。他說(shuō)：“我們只是努力參與并了解它們是如何工作的，然后將其變成對(duì)我們有用的工具。”

張鋒表示，這篇新論文將不會(huì)影響正在進(jìn)行的關(guān)于誰(shuí)擁有CRISPR-Cas9基因編輯方法的糾紛。他的團(tuán)隊(duì)在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中使用了CRISPR-Cas9。由加州大學(xué)伯克利分校研究人員Jennifer Doudna領(lǐng)導(dǎo)的另一個(gè)團(tuán)隊(duì)和法國(guó)研究人員Emmanuelle Charpentier發(fā)表了CRISPR-Cas9，并證實(shí)其在病菌中的活性。

頗具諷刺意味的是，Doudna是一篇今年3月發(fā)表于《細(xì)胞》雜志、利用CRISPR-Cas9在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中剪切RNA的論文的共同作者，而張鋒的論文聚焦的是細(xì)菌。兩種RNA操控方法或許在接近相同目的上是互補(bǔ)的，又或者事實(shí)可能證明一種比另一種更加有效。在日前的采訪中，每個(gè)團(tuán)隊(duì)均表?yè)P(yáng)了另一團(tuán)隊(duì)的工作，同時(shí)贊美了各自方法的優(yōu)勢(shì)。

張鋒介紹說(shuō)，他的方法——利用C2c2酶靶向RNA——依賴于現(xiàn)有的自然系統(tǒng)，因此可能比要求更多操控的方法更加有效。發(fā)表于《細(xì)胞》雜志的上述論文通訊作者Gene Yeo表示，他同Doudna和張鋒均有過(guò)合作，并且將論文視為驅(qū)動(dòng)科學(xué)發(fā)展的一種“友好競(jìng)爭(zhēng)”的延續(xù)。“很多研究組之間總是存在一些競(jìng)爭(zhēng)，包括我自己的研究組。”他說(shuō)，“我認(rèn)為，科學(xué)上的競(jìng)爭(zhēng)是有益的。人們往往會(huì)拓展更多邊界。”

盡管Yeo指出，研究尚未證實(shí)C2c2系統(tǒng)在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中發(fā)揮作用，但張鋒表示，尚未發(fā)表的結(jié)果讓他在這一點(diǎn)上保持著樂(lè)觀態(tài)度。

身為加州大學(xué)圣地亞哥分校細(xì)胞和分子醫(yī)學(xué)教授的Yeo認(rèn)為，在人類身上進(jìn)行測(cè)試之前，兩種靶向RNA的方法都還有很長(zhǎng)的路要走，但前景就在那里。同時(shí)，靶向RNA可能還提供了關(guān)于RNA中的改變?nèi)绾螌?dǎo)致生物學(xué)變化和疾病發(fā)展的見(jiàn)解。“我認(rèn)為，大量的此類工具將讓我們得以監(jiān)控并研究RNA。”Yeo表示，“這幫助我們不僅將RNA視為DNA和蛋白之間的中間分子，還將其視為治療疾病和發(fā)育問(wèn)題的工具。”

基因包含產(chǎn)生單鏈RNA的雙鏈DNA，而單鏈RNA又反過(guò)來(lái)產(chǎn)生生命所需的蛋白。很多疾病源自蛋白過(guò)多或過(guò)少。理論上，作用于RNA能幫助推動(dòng)這些蛋白的水平上升或下降，因此提供了治療方法。

和“擺弄”基礎(chǔ)的DNA相比，操控RNA會(huì)產(chǎn)生較少的倫理顧慮，盡管基因編輯仍是治療一些疾病的更好方法。“DNA編輯的問(wèn)題在于，它是*性的。”Yeo介紹說(shuō)，“這或許是好事，但如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，怎么辦？”在一些情形下，比如對(duì)于腦細(xì)胞來(lái)說(shuō)，DNA修復(fù)機(jī)制是如此的強(qiáng)大，以至于它可能在作用于RNA而非剪切DNA方面更加。

上述發(fā)表于《科學(xué)》雜志的論文報(bào)告稱，C2c2還能被用于為RNA添加熒光標(biāo)記，從而成為一種追蹤并更好地理解其活動(dòng)的方式。

張鋒表示，他一直對(duì)開(kāi)發(fā)靶向RNA的系統(tǒng)很感興趣。他的團(tuán)隊(duì)決定調(diào)研不同種類的CRISPR系統(tǒng)，以闡明其功能。研究表明，C2c2原來(lái)是一種靶向RNA的系統(tǒng)。此項(xiàng)研究包括了來(lái)自美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院、羅格斯大學(xué)和俄羅斯斯科爾科沃理工學(xué)院以及哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究人員。和靶向特定RNA的Cas9系統(tǒng)一樣，C2c2可被直接“瞄準(zhǔn)”到期望的RNA序列，因此看上去不太會(huì)產(chǎn)生脫靶效應(yīng)。

張鋒的同事、論文共同作者Eugene Koonin用一種更有詩(shī)意的方式描述它：“生命的進(jìn)化在很大程度上是宿主—寄生蟲(chóng)互動(dòng)的故事。”身為美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心進(jìn)化基因組學(xué)專家的Koonin說(shuō)，“當(dāng)我們探尋宿主和寄生蟲(chóng)之間的這種‘軍備競(jìng)賽’時(shí)，便會(huì)在細(xì)胞生物應(yīng)對(duì)寄生蟲(chóng)以及寄生蟲(chóng)進(jìn)行抵抗方面發(fā)現(xiàn)愈發(fā)復(fù)雜、新穎的方式。”