Cas13เป็นตระกูลของเอนโดนิวคลีเอสที่เกี่ยวข้องกับCRISPR ที่เป็นออร์ โธล็อก ซึ่งกำหนดเป้าหมายไปที่RNA (แตกต่างจากCas9และCas12 ) Cas13 ใช้เอนโดนิวคลีเอสที่นำทางด้วย RNA เพียงตัวเดียวเพื่อจับและตัด ลำดับ ssRNA ที่เฉพาะเจาะจง มันใช้ ฟังก์ชัน ไรโบนิวคลีเอส สองแบบที่แตกต่างกัน : แบบหนึ่งประมวลผล CRISPR RNA ของตัวเอง (crRNA) และอีกแบบหนึ่งย่อยสลาย RNA เป้าหมาย^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}ความจำเพาะของระบบนี้ช่วยให้สามารถแก้ไขการกลายพันธุ์ในระดับ ทราน สคริปต์ ได้

Cas13 ยังคงจับกับเป้าหมายแล้วจึงตัดโมเลกุล ssRNA อื่นๆ โดยไม่เลือกปฏิบัติ^{[ 4 ]}คุณสมบัติการตัดแบบขนานนี้ถูกนำไปใช้ในการพัฒนาเทคโนโลยีการวินิจฉัยต่างๆ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

มีการใช้เพื่อซ่อมแซมKRAS -G12D mRNAใน แบบจำลอง มะเร็งตับอ่อน ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่ลดผลกระทบต่อเซลล์ปกติให้น้อยที่สุด^{[ 1 ]}มีการดัดแปลงเป็นเครื่องมือต่างๆ เช่น แพลตฟอร์ม REPAIR ซึ่งแก้ไขเบส RNA เพื่อรักษาความผิดปกติทางพันธุกรรม รวมถึง กลุ่ม อาการอัชเชอร์ในแบบจำลองสัตว์ นอกจากนี้ Cas13 ยังมีกิจกรรมการตัด RNA เสริม ซึ่งถูกนำมาใช้ในแพลตฟอร์มการวินิจฉัยเช่น SHERLOCK เพื่อตรวจจับเชื้อโรค DNA ของเนื้องอก และไวรัสสายพันธุ์ต่างๆ ด้วยความไวสูง^{[ 3 ]} การกำหนดเป้าหมายที่ไม่ขึ้น กับPAMและผลกระทบที่ไม่ตรงเป้าหมายที่ลดลง ทำให้เหมาะสำหรับการถ่ายภาพ RNA วิศวกรรมจีโนมของฟาจ และการควบคุมยีนชั่วคราว^{[ 2 ]}

ในปี 2016 นักวิจัยในกลุ่มของเฟิง จาง ที่ MITและสถาบันบรอด ได้ทำการระบุลักษณะเฉพาะของนิวคลีเอสCas13a (เดิม)C2c2 ) จากแบคทีเรีย Leptotrichia shahii [ ^{8 ] คุณสมบัติ}การแบ่งแยกด้านข้างของมันเป็นหัวใจสำคัญของเทคโนโลยีการวินิจฉัยหลายอย่าง ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

ในปี 2018 ทีมที่นำโดยSilvana KonermannและPatrick Hsuที่สถาบัน Salkได้ระบุ Cas13d ซึ่งเป็นคลาสย่อยขนาดกะทัดรัดของตัวกระตุ้น CRISPR ที่กำหนดเป้าหมาย RNA ตัวแปรที่ได้รับการดัดแปลงของRuminococcus flavefaciens Cas13d ที่ชื่อว่า CasRx แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพและความจำเพาะสูงในเซลล์มนุษย์เมื่อเทียบกับการแทรกแซง RNA CasRx สามารถบรรจุลงใน เวกเตอร์ ไวรัสอะเดโนแอสโซซิเอต (AAV) สำหรับการดัดแปลงทรานสคริปโตมและ การ บำบัดยีน^{[ 12 ]}

ในปี 2021 นักวิจัยได้ระบุลักษณะเฉพาะของโปรตีน Cas13 ขนาดเล็ก ได้แก่ Cas13X และ Cas13Y การศึกษาโดยใช้ ลำดับยีน N ของ SARS-CoV-2เป็นเป้าหมายแสดงให้เห็นว่า mCas13 เมื่อจับคู่กับRT-LAMPสามารถตรวจจับ SARS-CoV-2 ในตัวอย่างสังเคราะห์และตัวอย่างทางคลินิกด้วยความไวและความจำเพาะ สูง เทียบเท่ากับRT- qPCR ^{[ 13 ]}

Cas13 ได้รับการดัดแปลงให้ทำหน้าที่เป็นตัวแก้ไข RNA ที่สามารถแก้ไขการกลายพันธุ์โดยไม่ต้องดัดแปลง DNA ระบบ REPAIR ใช้ Cas13 ที่ไม่มีฤทธิ์เร่งปฏิกิริยา (dCas13) ซึ่งจับกับ RNA เป้าหมายโดยไม่ตัด RNA นั้น dCas13 นี้ถูกเชื่อมเข้ากับโดเมนเร่งปฏิกิริยาของADAR2ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่แปลงอะดีโนซีน (A) เป็นอิโนซีน (I) ซึ่งกลไกของเซลล์ตีความว่าเป็นกัวโนซีน (G) คอมเพล็กซ์นี้สามารถนำทางไปยังตำแหน่ง mRNA ที่เฉพาะเจาะจงเพื่อแก้ไขการกลายพันธุ์ที่ ก่อให้เกิดโรค ได้^{[ 14 ]}

เมื่อรวมกับตัวแปร ADAR2 ที่มีความแม่นยำสูง ระบบ REPAIR ได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการแก้ไขเป้าหมายโดยมีผลข้างเคียง น้อยที่สุด ในแบบจำลองหนูที่เป็นโรคUsher syndromeระบบ dCas13–ADAR ที่ส่งผ่านเวกเตอร์ไวรัสสามารถฟื้นฟู ระดับโปรตีน usherinแก้ไขทรานสคริปต์ที่บกพร่อง และปรับปรุงการมองเห็น ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าการแก้ไข RNA ที่ใช้ Cas13 อาจเป็นแนวทางที่ใช้ได้ผลในการรักษาความผิดปกติทางพันธุกรรม^{[ 15 ]}

การปรับปรุงเพิ่มเติมทำให้เกิดการพัฒนา Cas13b ที่ "ตายแล้ว" ซึ่งยังคงความสามารถในการจับแต่ขาดกิจกรรมการตัด เมื่อจับคู่กับไกด์ RNA ที่มีการจับคู่ผิดพลาด A-to-C เฉพาะที่ไซต์เป้าหมาย ระบบนี้จะนำเอนไซม์ ADAR2 ไปแก้ไขเบสเดียว การทดสอบเบื้องต้นในเซลล์มนุษย์แสดงให้เห็นการแก้ไขที่เชื่อถือได้ภายในหน้าต่าง 30 นิวคลีโอไทด์ด้วยความแม่นยำอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 16 ]}

• แมมมอธ ไบโอไซเอนซ์
• เชอร์ล็อก ไบโอไซเอนซ์