biorxiv bioRxiv| 重磅！斯坦福大学-CRISPR抗新冠
实时热点自2019年12月以来，2019年由严重急性呼吸综合征冠状病毒2型引发的冠状病毒病疫情，已在全球范围内感染25万余人，造成1万余人死亡，而且这个数字还在飙升！目前有两个难点:一是没有根治办法；第二，疫苗的开发预计需要12-18个月。因此，迫切需要开发新的抗病毒措施。
2020年3月13日，斯坦福大学的David B. Lewis和Lei S. Qi在预印平台bioRxiv上发表了一篇题为“开发Crispr作为一种抗新型冠状病毒的水解策略及其影响”的研究论文。该系统可能缓冲病毒的进化和逃逸，可以快速开发和部署以抵抗新兴病毒。
SARS-CoV-2的生命周期可能与其他冠状病毒相似。比如SARS冠状进入细胞，将其RNA基因组释放到细胞质中，合成负向基因组和亚基因组RNA，然后转录复制形成新的病毒mRNA和新的病毒基因组。在这项研究中，我们设计了可以靶向正链的病毒基因组或mRNA，从而特异性降解病毒基因组，抑制基因表达。
▲图1冠状病毒生命周期和抗病毒策略
CrRNA设计
为了设计一个有效、特异的crRNA序列来靶向和切割SARS-CoV-2，本研究比较了47例SARS-CoV-2患者的基因组，并进行了生物信息学分析。在SARS-CoV-2、SARS-CoV和MERS-CoV基因组中发现了47个高度保守区域。两个高度保守的区域是多肽ORF1ab区的RNA聚合酶基因和基因组3’端的核衣壳基因。基于这两个基因，设计了绿色荧光蛋白串联表达质粒。将表达crRNA质粒和SARS-CoV-2质粒转染到稳定表达Cas13的肺细胞中。
图2 crispr-cas13结合位点的分析与设计
CrRNA抑制SARS-CoV-2基因表达
发现不同的crrnas对SARS-CoV-2的抑制效率不同。本实验表明这种抗病毒模式是可行的，但筛选出高效的crrnas非常重要。
图3 crRNA抑制报道基因表达
CrRNA抑制流感病毒复制
由于新冠肺炎缺乏活病毒，本研究使用流感病毒来研究crRNA对流感病毒复制的影响。结果表明，CRISPR-Cas13d具有抑制流感病毒复制的作用。
图4 crRNA抑制流感病毒复制
为了进一步研究该方法的抗病毒谱，本研究对大量冠状病毒株进行了比较，筛选出了许多靶向保守序列的crRNA。与传统医学或疫苗接种方法相比，用相对少量的crRNA广泛靶向大多数或所有冠状病毒株的能力进一步凸显了这种方法的独特性。
图5冠状病毒crRNA的筛选
总之，这种反病毒策略代表了一种潜在的、强有力的抑制病毒功能和复制、防御其他新病毒威胁的新方法。