Mol Cell:张锋再造木瓜组合抗病毒的新型CRISPR Cas13系统

近日，加州理工学院和哥伦比亚大学Broad深入研究小组传来好消息：Pardis C. Sabeti、张锋等科学家联合开发出一种新型的抗细菌感染控制系统。世界上有许多常见的危险病原体都是基于遗传物质RNA的细菌感染，像是埃博拉细菌感染、寨卡细菌感染和流感细菌感染。该控制系统在CRISPR Cas13技术的新的再次升级，可主要用途侦测和摧毁全人类巨噬细胞当中带有遗传物质RNA的细菌感染。该深入研究发表在《Molecular Cell》杂志上。CRISPR控制系统为抗细菌感染分析方法带来火鸟此前，张锋制作组的深入研究管理人员凭借着CRISPR/Cas9控制系统为墙体免疫控制系统对抗细菌感染吞并带来最初努力。然而，吞并全人类的细菌感染极其多变，即使是在同一类群内，也能不断适合于环境。因此我们能够更为灵活的预防细菌感染SDK。为了探求最初抗细菌感染策略，深入研究管理人员将注意力投向了CRISPR Cas13控制系统，Cas13底物可以天然地特异性细菌当中的细菌感染RNA。它可以对蛋白质进行编程，从细菌感染颗粒当中去除特定的核糖核酸序列。尽管CRISPR Cas13控制系统仍然存在一些局限性，但是该分析方法在物理室当中易于操作，并且此前张锋制作组的深入研究管理人员在哺乳动物巨噬细胞当中并未进行了充分的物理假定。深入研究管理人员开发了一种名为CARVER的新型SDK，它能将Cas13介导的细菌感染RNA混合物与基于Cas13的短时间内病症飞行中结合起来，用作特定的高灵敏度底物报告分子解锁（SHERLOCK）SDK，侦测消灭基于RNA的细菌感染。创建原以的控制系统深入研究管理人员首先筛选了350多个全人类无关细菌感染（HAV）DNA，以鉴定Cas13可以理论上特异性的细菌感染RNA序列。他们主要寻找的是既不易基因型，又最有或许在切割后移除细菌感染的完整版。细菌感染DNA当中潜在的Cas13最终目标启动子哥伦比亚大学Cameron Sabeti物理室的博士后Myhrvold博士指出：“理论上，你可以编程Cas13来攻击细菌感染的任何部分。但是类群内部和类群之间都有巨大的生态，随着细菌感染的生命体，仅有DNA都暴发了迅速的变化。如果你不小心，你则会执着最终很难缺点的最终目标。”然后，他们通过计算分析测序样本，以确定数百种细菌感染类群当中的数千个潜在启动子，这些启动子或许是Cas13的理论上抗病毒。接下来，深入研究管理人员新设计了该控制系统的Cas13指导RNA。新编程的Cas13在细菌感染了淋巴巨噬细胞性脉络膜脑膜炎细菌感染（LCMV）、甲型流感细菌感染（IAV）和水泡性口炎细菌感染（VSV）的全人类巨噬细胞当中进行了物理测试。将Cas13引入样品后24星期，深入研究管理人员观察到培养物当中细菌感染RNA的水平降低了40倍。随后，深入研究管理人员健康检查了Cas1抑止细菌感染病毒性的技能。深入研究样本显示：细菌感染暴露后八星期，Cas13将流感细菌感染的娱乐性降低了300倍以上。最后，该制作组用作SHERLOCK侦测技术来实时计算Cas13特异性后的细菌感染RNA水平。该侦测控制系统包括了有关外科手术缺点的短时间内级联以及有关特定细菌感染基因型的级联。结语对于细菌感染细菌感染的外科手术，虽然并未批准了90多种抗细菌感染用药，但它们只能外科手术9种疾病。总体而言，只有16种细菌感染带有FDA批准的疫苗。因此，找到不断进步的抗细菌感染分析方法显得尤为重要。该深入研究的第一作者 Catherine Freije 指出：“Cas13可以是一种深入研究来进行，来探求全人类巨噬细胞当中细菌感染生物学的许多层面，它也或许是一种临床来进行，主要用途病症样本，外科手术细菌感染细菌感染，并衡量外科手术的理论上性——所有这些都能让CARVER在最初或敏感性细菌感染注意到时迅速适合于和应对。”原始引自:PFreije CA1, Myhrvold C2, Boehm CK3, et a1.Programmable Inhibition and Detection of RNA Viruses Using Cas13.Mol Cell. 2019 Oct 2. pii: S1097-2765(19)30698-7. doi: 10.1016/j.molcel.2019.09.013. [Epub ahead of print]