G从基础生物学研究到临床应用，利用CRISPR技术进行基因组编辑进展迅速。随着针对镰状细胞性贫血等疾病的基于Cas9的基因疗法逐渐获得FDA批准，1许多科学家都在寻找将基因组工程提升到新水平的技术。具体来说，研究人员正在将注意力转向编辑RNA而不是DNA的工具，这可能会产生更精确的基因表达控制，并能够直接靶向非编码DNA转录本。2

传统的CRISPR-Cas9技术依赖于Cas9核酸酶和指导RNA(gRNA)组件，指导核酸酶切割互补DNA位点。这项技术的一些潜在障碍包括核酸酶与非目标DNA的脱靶相互作用，以及对所需目标区域的有限编辑。1科学家通过下一代测序对靶点和脱靶位点进行大规模筛选，这有助于他们识别更精确、更有效的CRISPR技术。3

“十年前，考虑针对单个基因是非常困难的。现在，通过这些类型的CRISPR筛选，我们可以常规地进行，”纽约大学遗传学家NevilleSanjana说，他的实验室开发了剖析疾病遗传学基础的技术。最近，Sanjana的研究小组研究了Cas13核酸酶的潜力，它是Cas9的RNA编辑表亲。

在《自然生物技术》杂志上发表的研究中，Sanjana和哥伦比亚大学的合作者DavidKnowles将CRISPR筛选和深度学习的力量结合起来，以确定控制Cas13介导的转录组工程的规则。4研究人员设计并测试了大约200,000个针对人类细胞必需基因的Cas13gRNA。他们研究了不同类型的gRNA突变如何影响编辑，并创建了一个大规模数据集来训练卷积神经网络，他们将其命名为“通过gRNA设计靶向抑制基因表达”(TIGER)。研究人员使用TIGER来预测Cas13gRNA的功效和精度。

TIGER揭示了科学家在开发严格控制的RNA编辑系统时需要考虑的因素，例如对Cas13活性影响最大的靶标/gRNA错配类型。这些发现为CRISPR策略的下一个前沿领域打开了大门，使研究人员能够调节编辑剂量，而不是将基因编辑用作二元开关。

“在很多情况下，将基因功能调节20%、50%或100%可能会产生不同的结果。但一个主要瓶颈是，目前我们没有精确的工具来精确控制基因表达的减少，”乔治华盛顿大学和儿童国家医院的计算生物学家李伟(未参与这项研究)说道。。“如果您考虑调整扬声器的音量，在大多数情况下，您需要精确调整，以使自己对音量感到最舒服。这正是他们所做的;我认为这真的很令人兴奋。”

Sanjana对TIGER和Cas13的总体目标不仅仅局限于基因疗法，而是要回答一个基本问题：基因组如何发挥作用?为此，Cas13提供了Cas9技术固有缺乏的额外控制级别;RNA编辑允许研究人员直接修改非编码RNA(ncRNA)。2,3

对于寻求解开基因组秘密的科学家来说，ncRNA转录本是拼图中的块，在多种生物和疾病过程中具有潜在的关键作用。2虽然这个谜题尚未完成，但Sanjana希望利用Cas13技术填补空白。“当我们开发这些CRISPR筛选来靶向基因组中的所有基因时，我总是觉得，那些转录本怎么样，”他说。“如果我们能做同样的事情，利用CRISPR的可编程性(Cas13和Cas9之间非常相似)，并用它来进行此类混合筛选，这样我们就可以针对数千个基因，那不是很棒吗?基因，而是数千个非编码RNA，才能真正理解基因组的这一部分。”