NBT｜DNA引导CRISPR实现RNA精准调控：ΨDNA技术开启RNA靶向新范式|crispr|dna|rna|细胞|转录组

2026 年 5 月 15 日， Nature Biotechnology 发表了美国佛罗里达大学Piyush K. Jain教授团队的研究，题为 DNA-guided CRISPR/Cas12 for cellular RNA targeting 的研究论文，报道了一种名为 ΨDNA （ pseudo-guide DNA ）的新型 CRISPR 技术。该研究提出了一种以DNA作为引导分子的CRISPR系统，可用于RNA检测，并且能够在细胞内实现RNA调控，为低成本、可扩展的CRISPR应用提供了新的技术路径。

在 CRISPR 技术应用中，引导分子的获取是一个关键限制因素。传统 CRISPR 系统依赖 guide RNA （如 crRNA 或 sgRNA ），但 RNA 分子的合成周期较长、成本较高且稳定性较差，在大规模筛选和应用中存在明显限制。相比之下， DNA 分子具有合成快速、成本低廉、稳定性高等优势，因此开发 DNA 引导的 CRISPR 系统具有重要意义。

在本研究中， Jain 教授团队发现，通过在 DNA 分子末端引入特定结构，可以使其模拟 crRNA scaffold ，从而与 Cas12 蛋白结合并识别 RNA 靶标，形成一种新型的 DNA 引导系统（ ΨDNA ）。该系统不仅能够在体外实现高灵敏的 RNA 检测，还可以在细胞内发挥作用，实现对内源 RNA 的有效调控，表明 DNA 引导 CRISPR 在实际生物体系中的可行性。

ΨDNA 的发现与结构设计

在功能验证中， ΨDNA - Cas12 系统表现出优异性能。在 RNA 检测方面，该系统可对多种 RNA 分子（包括病毒 RNA ）进行高灵敏检测，在临床样本中实现了 100% 检测准确率。在 RNA 调控方面， ΨDNA 能够在多种人类细胞系中实现 50 - 95% 的内源 RNA 敲低效率。机制研究表明，该系统并不直接切割 RNA ，而是通过诱导核糖体停滞（ ribosome stalling ）等内源性途径促进 RNA 降解，从而实现高效调控。与传统 Cas13 系统相比， ΨDNA - Cas12 体系表现出显著更低的脱靶效应（降低 2 - 7 倍）以及更低的转录组毒性。

进一步地，研究团队展示了 ΨDNA 平台的高度可扩展性。通过与不同功能蛋白融合， ΨDNA - Cas12 系统可以实现多种 RNA 调控功能。例如，融合 RNase H 可以增强 RNA 降解效率，融合 METTL3 可实现 RNA 的位点特异性 m 6 A 修饰。此外，该系统还可通过同时引入 crRNA ，实现 DNA 编辑与 RNA 调控的双重功能，并支持多基因并行靶向，展现出在功能基因组学和合成生物学中的广泛应用潜力。

从应用角度来看， ΨDNA 技术具有显著优势。相比 RNA 引导分子， DNA 具有更高的稳定性、更低的合成成本以及更长的保存周期，使其更适合大规模应用和产业化开发。同时，该系统避免了 RNA 转切割带来的广泛非特异性降解问题，在实现 RNA 检测的同时，在细胞内实现无 RNA 反式切割的特异 RNA 调控，构建了一个低成本、高效且可扩展的 CRISPR 平台，为 RNA 靶向治疗提供了更加安全的策略。未来， ΨDNA - Cas12 系统有望在 RNA 疾病治疗、分子诊断以及表观转录组调控等领域发挥重要作用。

美国佛罗里达大学 Carlos Orosco ，黄博宇博士和 Cas Nx LLC 的 Santosh R. Rananaware 博士为该文章共同第一作者， Piyush K. Jain 教授为通讯作者。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41587-026-03129-w

制版人：十一

学术合作组织

（*排名不分先后）