CRISPR引导的G-四联体结合蛋白和配体能特异性靶向DNA G-四联体

DNA g -四螺旋结构(G4s)是由一个连续的富含鸟嘌呤的DNA序列形成的四螺旋结构。尽管DNA G4s被认为参与多种生物过程，但在许多情况下，由于缺乏在特定位点选择性稳定DNA G4s的合适策略，它们的致病作用在很大程度上尚不清楚。

在7月3日发表在《自然细胞生物学》杂志上的一项研究中，中国科学院长春应用化学研究所曲晓刚团队及其同事提出了一种通过结合CRISPR和G4稳定蛋白或化合物来实现特定基因组位点DNA G4稳定的新策略。

研究人员采用集群规则间隔的短回文重复相关死亡Cas9 (CRISPR/dCas9)靶向构建体，赋予g4稳定分子在不同G4s之间的选择性。此外，dCas9/G4稳定分子复合物可以通过策略性单导RNA (sgRNA)设计稳定基因组中任何G4结构，而对活细胞中其他非靶向G4无显著影响。

研究人员发现，g4稳定蛋白nucleolin与dCas9融合，可以特异性稳定癌基因MYC启动子中的G4s、肌肉相关基因Igta启动子中的G4s以及端粒G4s，从而分别导致细胞增殖停滞、成肌细胞分化抑制和细胞衰老。

此外，他们发现CRISPR可以赋予g4结合化合物pyridodicarboxamide (PDC)和pyridostatin (PDS)在g4内的选择性。该策略用于稳定两个已建立的lncrna NEAT1和MALAT1启动子区域内的G4s，以及涉及铁下垂、氧化应激、缺氧反应和MAPK途径的几个关键基因。与传统的G4配体相比，crispr引导的生物素偶联PDC和PDS能够更精确地研究新生G4的生物学功能。

这一策略可以为阐明特定G4s与确定的生物过程或人类疾病的关联铺平道路。此外，它可能为活细胞筛选G4探针或G4候选药物开辟新的途径，特异性靶向感兴趣的G4，脱靶效应风险低，从而促进基于G4的疾病诊断和治疗。