CRISPR-Cas9 基因編輯技術已被改進用于靶向RNA。圖片來源：Molekuul/SPL/Getty

發現了剪斷基因的分子“剪刀”的研究人員，如今開發出用于靶向并剪切RNA的類似方法。新的剪切工具應當能幫助研究人員更好地理解RNA在細胞和疾病中的作用。一些人認為，它或許有一天可用于治療從亨廷頓氏舞蹈癥到心臟病的諸多疾病。

為研發針對這一過程的“刀片”，來自美國布羅德研究所的張鋒領導研究人員利用了CRISPR（成簇的、規律間隔的短回文重復序列），即細菌進化出的用于對抗病原體的系統。CRISPR此前被用于編輯DNA，但理論上其對RNA也應該有效。

這些日前發表于《科學》雜志的發現系統探索了保護細菌的自然防御系統的不同方面，并且或許zui終可用來幫助人類。“大自然早已發明了所有這些真正有趣的機制。”張鋒將自己比作一名探寶者。他說：“我們只是努力參與并了解它們是如何工作的，然后將其變成對我們有用的工具。”

張鋒表示，這篇新論文將不會影響正在進行的關于誰擁有CRISPR-Cas9基因編輯方法的糾紛。他的團隊在哺乳動物細胞中使用了CRISPR-Cas9。由加州大學伯克利分校研究人員Jennifer Doudna領導的另一個團隊和法國研究人員Emmanuelle Charpentier發表了CRISPR-Cas9，并證實其在病菌中的活性。

頗具諷刺意味的是，Doudna是一篇今年3月發表于《細胞》雜志、利用CRISPR-Cas9在哺乳動物細胞中剪切RNA的論文的共同作者，而張鋒的論文聚焦的是細菌。兩種RNA操控方法或許在接近相同目的上是互補的，又或者事實可能證明一種比另一種更加有效。在日前的采訪中，每個團隊均表揚了另一團隊的工作，同時贊美了各自方法的優勢。

張鋒介紹說，他的方法——利用C2c2酶靶向RNA——依賴于現有的自然系統，因此可能比要求更多操控的方法更加有效。發表于《細胞》雜志的上述論文通訊作者Gene Yeo表示，他同Doudna和張鋒均有過合作，并且將論文視為驅動科學發展的一種“友好競爭”的延續。“很多研究組之間總是存在一些競爭，包括我自己的研究組。”他說，“我認為，科學上的競爭是有益的。人們往往會拓展更多邊界。”

盡管Yeo指出，研究尚未證實C2c2系統在哺乳動物細胞中發揮作用，但張鋒表示，尚未發表的結果讓他在這一點上保持著樂觀態度。

身為加州大學圣地亞哥分校細胞和分子醫學教授的Yeo認為，在人類身上進行測試之前，兩種靶向RNA的方法都還有很長的路要走，但前景就在那里。同時，靶向RNA可能還提供了關于RNA中的改變如何導致生物學變化和疾病發展的見解。“我認為，大量的此類工具將讓我們得以監控并研究RNA。”Yeo表示，“這幫助我們不僅將RNA視為DNA和蛋白之間的中間分子，還將其視為治療疾病和發育問題的工具。”

基因包含產生單鏈RNA的雙鏈DNA，而單鏈RNA又反過來產生生命所需的蛋白。很多疾病源自蛋白過多或過少。理論上，作用于RNA能幫助推動這些蛋白的水平上升或下降，因此提供了治療方法。

和“擺弄”基礎的DNA相比，操控RNA會產生較少的倫理顧慮，盡管基因編輯仍是治療一些疾病的更好方法。“DNA編輯的問題在于，它是*性的。”Yeo介紹說，“這或許是好事，但如果出現錯誤，怎么辦？”在一些情形下，比如對于腦細胞來說，DNA修復機制是如此的強大，以至于它可能在作用于RNA而非剪切DNA方面更加。

上述發表于《科學》雜志的論文報告稱，C2c2還能被用于為RNA添加熒光標記，從而成為一種追蹤并更好地理解其活動的方式。

張鋒表示，他一直對開發靶向RNA的系統很感興趣。他的團隊決定調研不同種類的CRISPR系統，以闡明其功能。研究表明，C2c2原來是一種靶向RNA的系統。此項研究包括了來自美國國立衛生研究院、羅格斯大學和俄羅斯斯科爾科沃理工學院以及哈佛大學和麻省理工學院的研究人員。和靶向特定RNA的Cas9系統一樣，C2c2可被直接“瞄準”到期望的RNA序列，因此看上去不太會產生脫靶效應。

張鋒的同事、論文共同作者Eugene Koonin用一種更有詩意的方式描述它：“生命的進化在很大程度上是宿主—寄生蟲互動的故事。”身為美國國家生物技術信息中心進化基因組學專家的Koonin說，“當我們探尋宿主和寄生蟲之間的這種‘軍備競賽’時，便會在細胞生物應對寄生蟲以及寄生蟲進行抵抗方面發現愈發復雜、新穎的方式。”