真核生物的非編碼RNA廣泛參與了關(guān)鍵性細胞功能的調(diào)控。隨著測序技術(shù)的飛速發(fā)展，研究者們發(fā)現(xiàn)了越來越多的新型非編碼RNA，比如lncRNA、環(huán)狀RNA、piRNA等等。非編碼RNA的豐度、保守性、結(jié)構(gòu)和功能多樣性，不僅豐富了我們的細胞生物學知識，還挑戰(zhàn)了我們一直以來對真核生物基因組的認識。

目前許多非編碼RNA的具體功能和作用機制還鮮為人知。美國麻省理工的副教授盧冠達(Timothy Lu)在七月十六日的Molecular Cell雜志上發(fā)表文章，闡述了一項最新技術(shù)在非編碼RNA研究領(lǐng)域的應用前景。盧冠達(Timothy Lu)博士是生物工程、電子工程及計算機科學系的副教授，這位青年科學家曾被麻省理工的百年期刊《技術(shù)評論》評為世界青年科技創(chuàng)新家。

這篇文章介紹了一個以CRISPR-Cas9為基礎(chǔ)的基因組靶向技術(shù)，CRISPR-Display (CRISP-Disp)。這一技術(shù)是John Rinn博士開發(fā)的，能將大片段的非編碼RNA送到指定基因組位點。Rinn博士曾被評為2009年美國國內(nèi)撼動科學界的青年英才，是RNA領(lǐng)域的著名青年科學家。（相關(guān)報道：Nature子刊開發(fā)CRISPR系統(tǒng)新功用）

細菌一直在與病毒或入侵核酸進行斗爭，為此它們演化出了多種防御機制，CRISPR/Cas適應性免疫系統(tǒng)就是其中之一。規(guī)律成簇的間隔短回文重復CRISPR與內(nèi)切酶Cas9的組合，可以在引導RNA的指引下，靶標并切割入侵者的遺傳物質(zhì)。

2012年研究者們利用這一特點，將CRISPR系統(tǒng)發(fā)展成了強大的基因組編輯工具。該系統(tǒng)使用簡單而且擴展性強，很快便成為了生物學領(lǐng)域的香餑餑。2015年基因組編輯熱潮在持續(xù)發(fā)酵，CRISPR/Cas9仍舊是最引人注目的話題之一，相關(guān)論文被大量下載和引用。

在CRISP-Disp系統(tǒng)中，失去催化活性的dCas9作為可編程的DNA結(jié)合蛋白，其特異性由引導RNA（gRNA）決定，gRNA上融合有異源的效應結(jié)構(gòu)域。研究人員摸索出的gRNA-ncRNA融合方法，能將非編碼RNA帶到特定DNA位點，同時不影響dCas9的功能和活性。盧冠達(Timothy Lu)認為，這個系統(tǒng)在合成生物學和非編碼RNA機理研究中具有非常大的應用潛力。

對合成生物學研究者來說，CRISP-Disp的靈活性、模塊化和多重化特性是很有吸引力的。據(jù)介紹，CRISP-Disp系統(tǒng)可以容納約4.8 kb的RNA結(jié)構(gòu)域，這相當于天然lncRNA的長度。除了lncRNA以外，研究人員還對各種天然和人工非編碼RNA進行了測試。研究表明，gRNA可以偶聯(lián)多個非編碼RNA結(jié)構(gòu)域，這些結(jié)構(gòu)域可以同時且獨立的起作用。用CRISP-Disp招募RNA-蛋白復合體到特定位點，可以設(shè)計出復雜的基因調(diào)控回路。

除了合成生物學應用，CRISP-Disp還是一個研究非編碼RNA功能的強大工具，包括近來備受關(guān)注的lncRNA。盡管人們?yōu)榱死斫?/font>lncRNA的功能和作用機制已經(jīng)做出了很多努力，但能夠全面靶標和分析lncRNA的平臺并不多，還有很多問題沒有得到解答。舉例來說，一個lncRNA片段是如何激活基因表達的？是這個片段的轉(zhuǎn)錄本在起作用，還是它本身的序列在起作用？CRISP-Disp可以用來解決這個問題，揭示lncRNA在表觀遺傳學修飾、染色質(zhì)重塑或者轉(zhuǎn)錄調(diào)控中做出的貢獻。