纽约(基因组网)-在一篇新论文中发表在细胞今天在美国，一个国际研究团队报告了使用基于crispr - cas9的技术来可视化和消除DNA中微卫星重复扩增(MREs)产生的致病RNA物种，这些RNA会导致亨廷顿舞蹈病和肌萎缩性侧索硬化症(ALS)等主要遗传性疾病。
rna靶向Cas9 (RCas9) CRISPR系统是由加州大学圣地亚哥分校的研究人员于2016年3月开发的追踪特定的RNA序列和过程在活的有机体内。当时，他们说，他们可以用他们的系统来可视化特定的RNA分子积聚在压力颗粒中——蛋白质和RNA的密集聚集物在细胞液中形成，以应对细胞压力，并与神经退行性疾病如渐冻人症有关。他们还发现，他们可以使用Cas9靶向mRNA，而不改变mRNA的丰度或翻译蛋白的数量。
在他们的新研究中，这些研究人员与佛罗里达和新加坡的合作者一起，旨在将RCas9系统转化为一种诊断和治疗工具，并能够靶向和摧毁外源表达的MRE rna，无论是在肌强直性营养不良型1和2 (DM1/2)、亨廷顿舞蹈病和c9orf72 -linked ALS (C9-ALS)患者的细胞中。
作者写道:“重要的是，RCas9逆转了疾病的标志性特征，包括消除所有研究条件下的RNA病灶，减少聚谷氨酰胺蛋白产物，重复结合蛋白的重新定位，使其与健康对照组相似，并有效逆转患者肌管中dm1相关的剪接异常。”
资深作者Gene Yeo在一份声明中补充说:“这是令人兴奋的，因为我们瞄准了疾病的根本原因，目前没有任何疗法可以延缓疾病的发展。”
先前的研究已经证实了核酸酶缺失的能力酿脓链球菌Cas9 (spyCas9)与GFP (dCas9-GFP)融合，结合并跟踪活细胞中的RNA。研究人员写道，MRE RNA经常形成高度本地化的RNA病灶。通过各种实验，他们发现适当的单导RNA (single-guide RNAs, sgRNAs)可以使他们对所研究的各种疾病中由MREs形成的RNA病灶进行成像，而更高剂量的dCas9-GFP可以消除重复的RNA病灶。
在确定RCas9在过表达模型中参与重复扩增rna后，该团队随后试图评估该系统是否也可以跟踪和消除患者细胞中的MRE rna，以及这是否也可以在DNA水平上发生。
他们发现，靶向两种DNA链的sgRNAs不会改变患者细胞中CTG重复序列的转录动力学，并且DM1患者细胞中的RNA病灶消除可能不是由于DNA水平的转录中断或DNA重复序列的不稳定。他们观察到，RCas9逆转了患者细胞中DM1的一个众所周知的标志，使其与健康细胞相似。
研究人员说，在转录组范围内对RNA剪接的测量显示，在患者肌管中，超过93%的dm1相关剪接病理逆转，并补充说肌管培养在体外构成了发育中的肌肉组织的近似，所以结果指向了RCas9的治疗潜力。
研究小组写道:“这一结果与以sgrna依赖的方式发生的dm1相关拼接缺陷的逆转有关。”“多谷氨酰胺疾病与CAG重复扩展翻译产物的存在有关，这种产物同样被RCas9系统减少。总的来说，这些数据表明RCas9有逆转与微卫星重复扩张疾病相关的标志性分子缺陷的潜力。”
研究人员进一步指出，与基于dna介导的crispr疗法相比，他们的实验显示RCas9脱靶效应的可能性更低。