CRISPR作為一項新興的基因編輯技術，自發(fā)現(xiàn)以來，因其簡單經(jīng)濟、特異性高的優(yōu)勢在許多領域得到廣泛的應用。CRISPR/Cas9是通過人工設計的 sgRNA來識別目的基因組序列，并引導 Cas9 蛋白酶進行有效切割 DNA雙鏈，已經(jīng)廣泛應用于拮抗DNA病毒和逆轉錄病毒研究和應用中。隨后研究人員鑒定發(fā)現(xiàn)了Cas13a具有RNA介導的RNA酶切活性，后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)CRISPR/Cas13a能夠在哺乳動物細胞中“工作”，即特異性地下調內(nèi)源性和報告RNAs的水平。以往研究對于Cas13a抑制某些植物RNA病毒已有報道，但是Cas13a是否在哺乳動物細胞內(nèi)抑制人類病毒的研究未見報道。

郭斐課題組在詳細研究利用CRISPR/Cas9的DNA剪切活性抑制HIV復制周期中的具體作用的基礎上（Hum Gene Ther. 2018），繼續(xù)探討研究了CRISPR/Cas13a靶向HIV RNA，抑制HIV復制的作用機制。研究結果題為CRISPR/Cas13a inhibits HIV-1 infection的論文于2020年6月發(fā)表在Molecular Therapy - Nucleic Acids雜志，，論文中利用來自Leptotrichia buccalis的LbuCas13a，針對HIV保守序列設計了一系列crRNA，結果證實了LbuCas13a具有抑制HIV在細胞體內(nèi)復制的功能，LbuCas13a發(fā)揮抗病毒作用在HIV生活周期的各個階段，其不僅可以直接剪切侵入的HIV基因組RNA，還可以對HIV轉錄的mRNA和新生成的基因組RNA進行剪切。這些研究結果為阻止HIV感染提出新的思路，為HIV感染疾病的預防和治療提供重要研究參考。研究結果證實了Cas13a在哺乳動物細胞中能夠對病毒基因組RNA和病毒轉錄mRNA進行剪切，有望繼續(xù)擴大CRISPR/Cas13a的應用范圍。

圖. CRISPR/Cas13a作用于HIV生活周期各個步驟

以上研究工作得到了國家科技重大專項、國家重點研發(fā)計劃和中國醫(yī)學科學院醫(yī)學與健康科技創(chuàng)新工程等項目的資助。