宏基因组学发现的靶向 RNA 的 CRISPR 系统到转录组工程。
RNA-targeting CRISPR systems from metagenomic discovery to transcriptomic engineering.
机构信息
Department of Cellular and Molecular Medicine, University of California, San Diego, La Jolla, CA, USA.
Biomedical Sciences Graduate Program, University of California, San Diego, La Jolla, CA, USA.
出版信息
Nat Cell Biol. 2020 Feb;22(2):143-150. doi: 10.1038/s41556-019-0454-7. Epub 2020 Feb 3.
Abstract
Deployment of RNA-guided DNA endonuclease CRISPR-Cas technology has led to radical advances in biology. As the functional diversity of CRISPR-Cas and parallel systems is further explored, RNA manipulation is emerging as a powerful mode of CRISPR-based engineering. In this Perspective, we chart progress in the RNA-targeting CRISPR-Cas (RCas) field and illustrate how continuing evolution in scientific discovery translates into applications for RNA biology and insights into mysteries, obstacles, and alternative technologies that lie ahead.
摘要
RNA 导向的 DNA 内切酶 CRISPR-Cas 技术的应用引领了生物学的重大进展。随着 CRISPR-Cas 和并行系统功能多样性的进一步探索，RNA 操作正在成为一种强大的基于 CRISPR 的工程模式。在本观点中，我们概述了 RNA 靶向 CRISPR-Cas（RCas）领域的进展，并说明了科学发现的持续进化如何转化为 RNA 生物学的应用，并深入了解未来的难题、障碍和替代技术。
相似文献
1
RNA-targeting CRISPR systems from metagenomic discovery to transcriptomic engineering.宏基因组学发现的靶向 RNA 的 CRISPR 系统到转录组工程。
Nat Cell Biol. 2020 Feb;22(2):143-150. doi: 10.1038/s41556-019-0454-7. Epub 2020 Feb 3.
2
CRISPR-Cas systems: ushering in the new genome editing era.CRISPR-Cas 系统：引领新的基因组编辑时代。
Bioengineered. 2018;9(1):214-221. doi: 10.1080/21655979.2018.1470720.
3
CRISPR-Cas guides the future of genetic engineering.CRISPR-Cas 引领基因编辑的未来。
Science. 2018 Aug 31;361(6405):866-869. doi: 10.1126/science.aat5011.
4
CRISPR-Based Technologies: Impact of RNA-Targeting Systems.基于 CRISPR 的技术：RNA 靶向系统的影响。
Mol Cell. 2018 Nov 1;72(3):404-412. doi: 10.1016/j.molcel.2018.09.018.
5
Shooting the messenger: RNA-targetting CRISPR-Cas systems.RNA 靶向 CRISPR-Cas 系统：枪打出头鸟。
Biosci Rep. 2018 Jun 21;38(3). doi: 10.1042/BSR20170788. Print 2018 Jun 29.
6
CRISPR: development of a technology and its applications.CRISPR：技术的发展及其应用。
FEBS J. 2021 Jan;288(2):358-359. doi: 10.1111/febs.15621. Epub 2020 Dec 10.
7
CRISPR-Cas Systems in Streptococci.链球菌中的 CRISPR-Cas 系统。
Curr Issues Mol Biol. 2019;32:1-38. doi: 10.21775/cimb.032.001. Epub 2019 Jun 5.
8
Anti-CRISPR proteins targeting the CRISPR-Cas system enrich the toolkit for genetic engineering.靶向 CRISPR-Cas 系统的抗 CRISPR 蛋白丰富了遗传工程工具包。
FEBS J. 2020 Feb;287(4):626-644. doi: 10.1111/febs.15139. Epub 2019 Nov 29.
9
Advances in Industrial Biotechnology Using CRISPR-Cas Systems.利用 CRISPR-Cas 系统的工业生物技术进展。
Trends Biotechnol. 2018 Feb;36(2):134-146. doi: 10.1016/j.tibtech.2017.07.007. Epub 2017 Aug 1.
10
CRISPR technologies and the search for the PAM-free nuclease.CRISPR 技术与无 PAM 核酸酶的探索
Nat Commun. 2021 Jan 22;12(1):555. doi: 10.1038/s41467-020-20633-y.
引用本文的文献
1
Strategies for programmable manipulation of alternative splicing.可编程剪接的策略。
Curr Opin Genet Dev. 2024 Dec;89:102272. doi: 10.1016/j.gde.2024.102272. Epub 2024 Oct 29.
2
Structures, mechanisms and applications of RNA-centric CRISPR-Cas13.以 RNA 为中心的 CRISPR-Cas13 的结构、机制与应用。
Nat Chem Biol. 2024 Jun;20(6):673-688. doi: 10.1038/s41589-024-01593-6. Epub 2024 May 3.
3
Emerging technology has a brilliant future: the CRISPR-Cas system for senescence, inflammation, and cartilage repair in osteoarthritis.新兴技术前景广阔：CRISPR-Cas 系统在骨关节炎的衰老、炎症和软骨修复中的应用。
Cell Mol Biol Lett. 2024 May 2;29(1):64. doi: 10.1186/s11658-024-00581-x.
4
Prediction of on-target and off-target activity of CRISPR-Cas13d guide RNAs using deep learning.利用深度学习预测 CRISPR-Cas13d 引导 RNA 的靶向和脱靶活性。
Nat Biotechnol. 2024 Apr;42(4):628-637. doi: 10.1038/s41587-023-01830-8. Epub 2023 Jul 3.
5
Develop a Compact RNA Base Editor by Fusing ADAR with Engineered EcCas6e.通过融合 ADAR 与工程化 EcCas6e 开发紧凑型 RNA 碱基编辑器。
Adv Sci (Weinh). 2023 Jun;10(17):e2206813. doi: 10.1002/advs.202206813. Epub 2023 Apr 25.
6
Assessing and advancing the safety of CRISPR-Cas tools: from DNA to RNA editing.评估和推进 CRISPR-Cas 工具的安全性：从 DNA 到 RNA 编辑。
Nat Commun. 2023 Jan 13;14(1):212. doi: 10.1038/s41467-023-35886-6.
7
Structural insights into target DNA recognition and cleavage by the CRISPR-Cas12c1 system.CRISPR-Cas12c1 系统靶向 DNA 识别与切割的结构基础。
Nucleic Acids Res. 2022 Nov 11;50(20):11820-11833. doi: 10.1093/nar/gkac987.
8
Site-directed RNA editing by harnessing ADARs: advances and challenges.利用 ADAR 进行靶向 RNA 编辑：进展与挑战。
Funct Integr Genomics. 2022 Dec;22(6):1089-1103. doi: 10.1007/s10142-022-00910-3. Epub 2022 Oct 25.
9
Transcriptomics and RNA-Based Therapeutics as Potential Approaches to Manage SARS-CoV-2 Infection.转录组学和基于 RNA 的治疗方法作为管理 SARS-CoV-2 感染的潜在方法。
Int J Mol Sci. 2022 Sep 21;23(19):11058. doi: 10.3390/ijms231911058.
10
Double-edged role of resource competition in gene expression noise and control.资源竞争在基因表达噪声与调控中的双刃剑作用。
Adv Genet (Hoboken). 2022 Mar;3(1). doi: 10.1002/ggn2.202100050. Epub 2022 Feb 8.
本文引用的文献
1
A large-scale binding and functional map of human RNA-binding proteins.人类 RNA 结合蛋白的大规模结合和功能图谱。
Nature. 2020 Jul;583(7818):711-719. doi: 10.1038/s41586-020-2077-3. Epub 2020 Jul 29.
2
Search-and-replace genome editing without double-strand breaks or donor DNA.无双链断裂或供体 DNA 的搜索和替换基因组编辑。
Nature. 2019 Dec;576(7785):149-157. doi: 10.1038/s41586-019-1711-4. Epub 2019 Oct 21.
3
Programmable Inhibition and Detection of RNA Viruses Using Cas13.利用 Cas13 实现 RNA 病毒的可编程抑制和检测
Mol Cell. 2019 Dec 5;76(5):826-837.e11. doi: 10.1016/j.molcel.2019.09.013. Epub 2019 Oct 10.
4
Programmable RNA N-methyladenosine editing by CRISPR-Cas9 conjugates.CRISPR-Cas9 偶联物对可编程 RNA N6-甲基腺苷编辑。
Nat Chem Biol. 2019 Sep;15(9):865-871. doi: 10.1038/s41589-019-0327-1. Epub 2019 Aug 5.
5
Immune-orthogonal orthologues of AAV capsids and of Cas9 circumvent the immune response to the administration of gene therapy.免疫正交的 AAV 衣壳和 Cas9 的同源物规避了基因治疗给药引起的免疫反应。
Nat Biomed Eng. 2019 Oct;3(10):806-816. doi: 10.1038/s41551-019-0431-2. Epub 2019 Jul 22.
6
Programmable RNA editing by recruiting endogenous ADAR using engineered RNAs.利用工程化 RNA 招募内源性 ADAR 实现可编程的 RNA 编辑。
Nat Biotechnol. 2019 Sep;37(9):1059-1069. doi: 10.1038/s41587-019-0178-z. Epub 2019 Jul 15.
7
Programmable RNA-Guided RNA Effector Proteins Built from Human Parts.可编程 RNA 引导的 RNA 效应蛋白由人源部分构建。
Cell. 2019 Jun 27;178(1):122-134.e12. doi: 10.1016/j.cell.2019.05.049. Epub 2019 Jun 20.
8
Cas13-induced cellular dormancy prevents the rise of CRISPR-resistant bacteriophage.Cas13 诱导的细胞休眠可防止出现抗 CRISPR 噬菌体。
Nature. 2019 Jun;570(7760):241-245. doi: 10.1038/s41586-019-1257-5. Epub 2019 May 29.
9
Classification and Nomenclature of CRISPR-Cas Systems: Where from Here?CRISPR-Cas系统的分类与命名：何去何从？
CRISPR J. 2018 Oct;1(5):325-336. doi: 10.1089/crispr.2018.0033.
10
CRISPRdisco: An Automated Pipeline for the Discovery and Analysis of CRISPR-Cas Systems.CRISPRdisco：一种用于发现和分析CRISPR-Cas系统的自动化流程
CRISPR J. 2018 Apr;1(2):171-181. doi: 10.1089/crispr.2017.0022. Epub 2018 Apr 9.
Zotero 插件