多篇重要研究成果聚焦科学家们在RNA编辑研究领域取得的新进展！

本文中，小编整理了多篇重要研究成果，共同聚焦科学家们在RNA编辑研究领域取得的最新进展！分享给大家！

【1】Nat Commun：RNA编辑蛋白ADAR1或能保护癌细胞中的端粒并支持其失控增殖！

doi：10.1038/s41467-021-21921-x

近日，一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中，来自美国费城威斯达研究所等机构的科学家们通过识别出了一种负责RNA编辑的特殊蛋白ADAR1的一种新功能，研究者发现，ADAR1p110亚型能欧调节染色体末端基因组的稳定性，同时其也是癌细胞持续增殖所需要的；相关研究结果揭示了ADAR1的另一种致癌功能，并阐明了其作为癌症治疗靶点的潜力。

研究者Kazuko Nishikura是最早在哺乳动物细胞中发现ADAR1的科学家，他描述了RNA编辑的过程以及其在细胞中所扮演的多种角色。与改变一个书面单词中的一个或多个字母类似，RNA编辑允许细胞对RNA分子中的单个核苷酸进行离散修改，这一过程就会影响RNA的代谢以及其被翻译成为蛋白质的方式，同时还会对机体神经核发育障碍，以及抗肿瘤免疫力产生一定的影响。

【2】Genome Biol：科学家识别出能影响基因表达和机体表型的RNA编辑事件

doi：10.1186/s13059-021-02287-1

近日，一项刊登在国际杂志Genome Biology上的研究报告中，来自费城儿童医院等机构的科学家们通过在实验室中将对大数据的计算机挖掘与实验检测手段相结合，识别出了能影响基因表达，进而影响该表达所产生的表型表现的RNA编辑事件；当对所谓的A至I RNA编辑（即RNA分子中的腺苷被化学修饰成为肌苷）进行分析后，研究人员描述了RNA编辑所诱发的单核苷酸改变如何产生下游效应。

研究者Yi Xing说道，如今我们在人类转录组中识别出了数百万个A至I的RNA编辑位点，但大部分RNA编辑事件的功能却是未知的，理解RNA编辑影响基因表达和表型的分子机制或有望帮助研究人员揭开人类多种疾病背后的遗传奥秘。这项研究中，研究人员通过人类遗传突变的视角研究了RNA编辑的功能，或者发生在近1/1000的DNA碱基对中的差异，这些差异不仅会影响基因的表达，还会影响mRNAs被加工的方式。

【3】Sci Rep：科学家成功利用人工RNA编辑技术修复基因组遗传代码 有望治疗多种遗传性疾病

doi：10.1038/s41598-020-74374-5

目前并没有确定的疗法来治疗由点突变引起的多种遗传性疾病，近日，一项刊登在国际杂志Scientific Reports上的研究报告中，来自日本先进科学技术研究所等机构的科学家们通过利用人工的RNA编辑研究了一种治疗手段在治疗遗传性疾病上的可行性和有效性。尽管基因编辑技术作为一种基因修复技术备受关注，但诸如CRISPR/Cas9基因编辑技术或许会导致基因组DNAs发生永久性的改变，其可能会影响多个潜在的位点，目前想要在体内对所有靶向细胞实现精准的基因组编辑是非常困难的，所以研究人员就有可能在受精卵、胚胎或细胞中开展基因编辑工作，然而，基因编辑技术或许并不适合用于在人类中进行的基因疗法，此外，对基因组的编辑也会产生一些伦理性的问题。

研究人员认为，基因组编辑是一种适用于体外研究的方法，其或许还适用于对受精卵进行编辑，但目前仍然并不适用于患者机体；相反，RNA编辑所产生的改变并不是永久性的，因为其不会影响机体的基因组序列，而且能够按照序列特异性的方式来完成。因此，从治疗的目的来看，RNA的编辑比基因组编辑更加可取，人工定向的RNA编辑是一种重要的技术，其能修复基因并最终调节所编码蛋白质的功能，如今研究人员正在试图通过人工RNA编辑来修饰转录物的遗传密码，从而实现对遗传性疾病的治疗。

【4】Curr Gene Ther：基于ADAR的人工RNA编辑有望用于基因治疗

doi：10.2174/1566523220666200516170137

在一篇近期发表在Current Gene Therapy期刊上的论文中，Tsukahara团队综述了应用ADAR恢复遗传密码的最新研究成果，以及在利用ADAR进行人工RNA编辑过程中涉及的不同方法。他们还谈到了ADAR各种异构体的比较研究。因此，他们将尝试对人工RNA编辑和ADAR的作用进行详细的概述，重点是酶促定点A→I编辑。

大多数的人工RNA编辑系统都是利用催化酶ADAR的活性位点和与靶标互补的向导RNA（gRNA）来招募活性位点到靶标RNA上。一种人工RNA编辑方法是使用化学方法。Vogel及其同事们采用SNAP标签将ADAR与gRNA连接起来，并报道该系统在体外和体内都是有效的。然而，这种技术需要持续供应效应物分子才能有效。据悉，它还可以利用RNA结合蛋白将gRNA与酶结合。两种源于噬菌体的拴系系统通常用于真核生物：Lambda N系统和MS2系统。利用ADAR酶与MS2系统可以实现遗传密码的恢复，在基因治疗方面具有前景。

【5】Nat Biotechnol：我国科学家开发出一种新型RNA编辑系统，编辑效率最高可达80%

doi：10.1038/s41587-019-0178-z等

RNA编辑的内在作用机制可通过将预组装的靶转录物---RNA双链体---注射到非洲爪蟾的胚胎中加以实现。2019年1月，Stafforst及其同事们报道了一种称为RESTORE的RNA编辑方法，它的作用机制是使用经过复杂化学修饰的化学合成反义寡核苷酸来招募内源性的ADAR。如今，在一项新的研究中，中国北京大学魏文胜（Wensheng Wei）课题组描述了一种使用内源性ADAR进行RNA编辑的替代方法。他们证实表达招募ADAR的RNA（ADAR-recruiting RNA， arRNA），能够实现对内源性RNA进行高效而又精确的编辑，并且成功地校正致病性突变。相关研究结果发表在Nature Biotechnology期刊上。

魏文胜课题组将这种方法称为LEAPER（leveraging endogenous ADAR for programmable editing of RNA， 利用内源性ADAR对RNA进行可编程编辑）。具体而言，LEAPER利用经过改造的arRNA招募天然的ADAR1或ADAR2酶，从而将特定的腺苷转变为肌苷。他们发现由质粒或病毒载体或者作为合成寡核苷酸递送的arRNA都可实现较高的编辑效率，最高可达80％。LEAPER是高度特异性的，具有极低的全局性脱靶编辑率，而且在靶区域中对除腺苷之外的碱基进行有限的编辑。

【6】Science：基因编辑大牛张锋开发出RESCUE技术，可扩大RNA编辑能力

doi：10.1126/science.aax7063

基于CRISPR的工具彻底改变了我们靶向与疾病相关的基因突变的能力。CRISPR技术包括一系列不断增长的能够操纵基因及其表达的工具，包括利用酶Cas9和Cas12靶向DNA，利用酶Cas13靶向RNA。这一系列工具提供了处理突变的不同策略。鉴于RNA寿命相对较短，靶向RNA中与疾病相关的突变可避免基因组发生永久性变化。此外，使用CRISPR/Cas9介导的编辑难以对诸如神经元之类的某些细胞类型进行编辑，因而需要开发新策略来治疗影响大脑的破坏性疾病。在一项新的研究中，美国麻省理工学院麦戈文脑科学硏究所研究员、布罗德研究所核心成员张锋（Feng Zhang）及其团队如今开发出一种称为RESCUE（RNA Editing for Specific C to U Exchange， C→U交换特异性的RNA编辑）的策略。相关研究结果发表在Science期刊上。

张锋和他的团队，包括论文共同第一作者Omar Abudayyeh和Jonathan Gootenberg（如今都是麦戈文脑科学硏究所研究员），利用一种失活的Cas13将RESCUE引导到RNA转录本中的目标胞嘧啶碱基上，并使用一种新的、经过进化的、可编程的酶将不想要的胞嘧啶（C）转化为尿苷（U），从而指导RNA指令发生变化。RESCUE建立在REPAIR技术的基础之上，其中REPAIR也是由张锋团队开发的，可将碱基腺嘌呤转化为RNA中的肌苷。RESCUE显著地扩展了CRISPR工具能够靶向的范围，包括蛋白中可修饰的位点，比如磷酸化位点。这些位点充当蛋白活性的开启/关闭开关，而且主要存在于信号分子和癌症相关通路中。

【7】Science子刊：一种新型腺嘌呤碱基编辑器可让细胞RNA编辑最小化

doi：10.1126/sciadv.aax5717

在一项新的研究中，来自美国布罗德研究所和哈佛大学的研究人员发现有证据表明使用碱基编辑器会导致细胞中出现意想不到的RNA编辑。相关研究结果发表在2019年5月8日的Science Advances期刊上，论文标题为“Analysis and minimization of cellular RNA editing by DNA adenine base editors”。在这篇论文中，他们描述了他们对CRISPR类型腺嘌呤碱基编辑器（ABE）的研究，以及他们取得的发现。

ABE将一个DNA碱基对转换成另一个DNA碱基对，从而允许修复某些细胞类型中的突变，而不会产生不想要的编辑效应。据认为，ABE还有潜力校正几乎一半已知的导致医学疾病的遗传异常。ABE的科学基础对医学界来说变得越来越重要。不幸的是，最近的一些研究已发现，ABE可能也会导致意料之外的编辑。在今年3月，一个研究团队发现胞嘧啶碱基编辑器3型（CBE3）以高于正常的速率诱导单核苷酸变异。在上个月，另一个研究团队发现胞嘧啶碱基编辑器（CBE）和ABE导致RNA中的脱靶编辑。在这项新的研究中，这些研究人员试图在使用ABE时进一步测试脱靶编辑，并在确认后找到一种解决方案。

【8】Nat Methods：开发出一种高效的新型定点RNA编辑方法，可用来替代CRISPR/Cas基因编辑方法

doi：10.1038/s41592-018-0017-z

CRISPR/Cas基因编辑工具的开发标志着靶向改变遗传信息取得的一次革命性进展。它为基础研究和基因修复提供了大量机会。然而，改变DNA也有风险---它所引起的任何错误将永久性地储存在基因组中，因此可能在较晚的时候给接受DNA改变的个体和他/她的后代带来问题。

德国蒂宾根大学跨学科生物化学研究所的Thorsten Stafforst教授及其团队7年来一直试图开发出一种低风险的替代方法：在RNA水平上进行靶向改变。这种新方法利用一种正常的细胞过程：编码在DNA中的遗传信息经转录后产生RNA，当RNA不再需要时，它便被降解掉。如果改变RNA，那么初始的遗传信息将仍然保留在DNA中。如今，在一项新的研究中，Stafforst团队能够利用这种替代方法精准地和高效地在细胞中编辑这些RNA转录本。相关研究结果发表在Nature Methods期刊上。

【9】Cancer Cell：为什么每个人的肿瘤都不一样？RNA编辑或是幕后黑手

doi：10.1016/j.ccell.2018.03.026

腺苷（A）到肌苷（I）的RNA编辑给肿瘤转录组学中引入了许多核苷酸改变。但是由于转录后调节的复杂性，我们迄今为止仍然不知道RNA编辑对人类肿瘤中蛋白组学的多样性的影响。为了解释这个问题，来自德州大学安德森癌症中心的科学家们在生物信息和计算生物学系副教授Han Liang、系统生物学系主任Gordon Mills教授的带领下对TCGA中的基因组学数据和CPTAC中的蛋白组学数据进行了综合分析。尽管收集数据的站点有限，但是研究人员还是发现A-I的RNA编辑可以通过改变氨基酸序列来改变了人类乳腺癌中的蛋白组学多样性。

研究人员在RNA和蛋白质水平确认了存在编辑，而编辑过的COPA蛋白质会增强癌细胞在体外的增殖、迁移和侵袭能力。总体来看，该研究表明了A-I的RNA编辑在肿瘤蛋白组学多样性中做出了重要贡献，同时强调了这一发现的临床转化价值。

【10】Nature：震惊！CRISPR碱基编辑器能够诱导大量的脱靶RNA编辑

doi：10.1038/s41586-019-1161-z

在一项新的研究中，来自美国麻省总医院、哈佛医学院和哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的研究人员报道近期开发的几种在单个DNA碱基中产生靶向变化的碱基编辑器能够在RNA中诱导广泛的脱靶效应。他们还描述了对碱基编辑器变体进行基因改造可显著降低RNA编辑的发生率，这同时也会增加在靶DNA编辑的精确度。相关研究结果发表在Nature期刊上。

研究者表示，大多数关于脱靶基因编辑的研究都集中在DNA上，但是我们发现这种技术也可以诱导大量的RNA改变。这一令人吃惊的发现表明，当考虑碱基编辑器在细胞中的不想要的脱靶效应时，需要考虑的不仅仅是基因变化。我们还发现构建选择性地降低脱靶RNA编辑同时保留想要的在靶DNA编辑的变体来减少这些影响是可行的。”

与CRISPR-Cas基因编辑核酸酶---它诱导靶双链DNA断裂，从而导致基因变化---不同的是， CRISPR碱基编辑器能够改变DNA链中的单个核苷酸而不用诱导这种双链DNA断裂。Joung解释道，如果可以将CRISPR-Cas核酸酶比作为剪刀，那么就可将碱基编辑器比作为铅笔。当使用CRISPR-Cas修饰形式的融合蛋白靶向结合到目标位点上时，碱基编辑器使用一种称为脱氨酶的酶修饰一个特定核苷酸，从而产生可导致特定DNA改变的变化---比如，将胞嘧啶改变为胸腺嘧啶。（生物谷Bioon.com）

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