近日(2月21日)，史丹佛大學(Stanford University)的科學家，開發出一項運用CRISPR-Cas13d酵素來精確編輯mRNA的系統，不同於過往CRISPR-Cas9基因編輯系統作用於DNA時，會造成永久性改變，這項新方法所造成的RNA改變不但具可逆性，且能一次調控多個mRNA，還可外加藥物調控編輯程度。該論文發表於期刊《Cell》。

史丹佛團隊所開發的平台，名為「多重效應器引導陣列」(multiplexed effector guide arrays, MEGA)，透過將CRISPR-Cas9中用於切割DNA的Cas9酵素，替換為可切割RNA的Cas13d，並以另一段RNA將Cas13d引導到目標的mRNA片段進行切割編輯，進而改變細胞的蛋白質表現。

(編按：CRISPR基因編輯系統中有兩項主要組件——DNA切割酵素(通常使用Cas9)和一段「引導」RNA，可將酵素引導至待編輯的目標DNA片段處。)

透過編輯mRNA，能進一步阻止其轉譯產生致病蛋白；且MEGA平台能開發出可「一次阻斷多種蛋白質產生」的多重CRISPR–Cas13d，最多可一次有效關閉10個基因的蛋白質表現。

研究人員表示，以DNA為編輯標靶的CRISPR-Cas9，由於從根本改變了細胞的基因，因此更容易造成永久性、不可逆的變化，若切割位置出錯，將產生很大的風險；這項作用於mRNA的系統，則因mRNA在細胞內的存在時間不長，所以若發生錯誤編輯也會很快降解。

該團隊進一步將該系統，用於解決目前實體癌CAR-T療法中常遇到的「T細胞耗竭」(T cell exhaustion)問題。CAR-T細胞在人體內，若發生慢性感染，或是對付腫瘤時活化次數過多，就會造成疲勞、耗竭情形，導致療效下降。

史丹佛團隊針對CAR-T細胞中，參與能量產生和糖代謝等功能的多個mRNA分子，以MEGA系統進行編輯，讓T細胞停止表現疲勞的分子訊號；這項做法也在小鼠實驗中證實，能明顯提升CAR-T縮小腫瘤的效果。

在該研究中，團隊還創建了一項能調整CRISPR mRNA編輯的系統，即透過改造Cas13d酵素，讓其只有在CAR-T細胞接受到抗生素trimethoprim處理時，才會開始編輯mRNA；trimethoprim為美國食品藥物管理局(FDA)已批准的藥物，透過改變trimethoprim的劑量，就能精確調控mRNA編輯的程度。

研究人員表示，這項系統能讓科學家可同時改變多個mRNA活動，近一步用於研究來自不同基因組合、不同量的mRNA，如何彼此協同，來讓細胞執行特定功能。

參考資料：

1. 論文原文：https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)00102-8?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867424001028%3Fshowall%3Dtrue

2. https://www.nature.com/articles/d41586-024-00511-z

(編譯/巫芝岳)