尽管科学家们仍不完全了解RNA分子的多样性，但据信与它们结合的蛋白质(称为RNA结合蛋白)与许多疾病的形成有关。香港城市大学(CityU)生物医学科学家领导的一项研究开发了一种名为CARPID的新型检测方法，用于鉴定活细胞中特定RNA的结合蛋白。有望将该创新技术应用于各种细胞研究，从鉴定癌症诊断的生物标志物到检测治疗病毒性疾病的潜在药物靶标。

这项研究由城大生物医学系(BMS)的严健博士，张亮博士和陈奎明博士与主要来自西安西北大学的科学家合作进行。他们的发现发表在科学杂志《自然方法》上，标题为“ CRISPR辅助检测活细胞中RNA-蛋白质相互作用”。

结合蛋白决定RNA功能

分子生物学的中心教条表明，DNA被转录为RNA，RNA被翻译为蛋白质。但实际上，只有大约2%的RNA编码蛋白质。其余98%的非编码RNA(ncRNA)因其神秘的功能而被视为“暗物质”。

近年来，科学家们付出了很多努力来揭示其实际功能，尤其是长的非编码RNA(lncRNA，意指长度超过200个核苷酸的ncRNA)。LncRNA已被广泛接受为参与基因表达调控的重要细胞成分。严博士说：“ LncRNA是最有趣的RNA种类。” 这也是该团队选择lncRNA作为研究对象的原因。

尽管lncRNA不会产生蛋白质，但它们会与蛋白质反应，相互作用将决定其功能。因此，结合蛋白的鉴定对于理解lncRNA功能至关重要。然而，当前的方法表现出相当大的局限性，例如产生假阳性信号，并且不能在活细胞中完成。

CARPID的两个步骤：导航和生物素标记

为了克服现有方法的局限性，研究团队提出了一种新颖的方法，该方法将现有的最新基因编辑技术CRISPR / dCasRx系统用于RNA靶向，并将邻近生物素标记技术用于鉴定活细胞中的蛋白质-蛋白质相互作用。

该团队将新方法命名为CARPID，它是CRISPR辅助RNA-蛋白质相互作用检测的缩写。严博士说：“ CARPID可以敏感地检测任何长度或浓度的RNA结合蛋白，而大多数其他方法只能应用于很长的非编码RNA。”

该方法由两部分组成：导航和邻近生物素标记。首先，该团队采用CRISPR / CasRx系统进行导航，以便CARPID组件(包括称为BASU的“标记工具”)可以靠近目标RNA。BASU是一种工程化的生物素连接酶，是一种将生物素(一种具有强结合力的维生素)添加到与目标RNA结合的蛋白质上的酶。这样，将标记接近目标RNA的那些蛋白质。

在“标记”之后，研究小组随后使用了一种称为链霉亲和素的生物素结合蛋白来鉴定那些被BASU标记的蛋白。这样，结合蛋白容易被揭示。

对不同长度的lncRNA具有高度的特异性和适用性

为了测试CARPID的特异性，研究小组将其应用于三种不同的lncRNA，即DANCR，XIST和MALAT1。实验结果表明结合蛋白没有太多的重叠。这证明了CARPID方法对不同长度和表达水平的lncRNA的高度特异性和适用性。

严博士解释说：“之所以达到如此高的特异性，是因为CRISPR的导航非常精确。我们甚至可以准确地获得蛋白质结合发生在RNA哪一部分的信息。”

而且，CARPID不会影响靶细胞的生理状况，并且在整个过程后，该细胞仍然活着，具有正常的基因表达格局。张博士补充说：“通过这种新方法，如果我们在不同时间检查相同的RNA靶标，我们可以获得动态结果。”

在张博士开发的蛋白质组学(蛋白质分析)技术的支持下，研究小组能够发现和验证哺乳动物细胞中lncRNA的两个以前未表征的结合蛋白。