撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

2024 年 11 月 7 日，紐約大學Neville E. Sanjana團隊（梁雯微為論文第一作者）在國際頂尖學術期刊Cell上發表了題為：Transcriptome-scale RNA-targeting CRISPR screens reveal essential lncRNAs in human cells 的研究論文。

該研究開發了一種基于CRISPR-Cas13的靶向 RNA 的轉錄組規模的 CRISPR 篩選技術，并使用該技術在來自不同組織的 5 種人類細胞中篩選鑒定了 778 個必需 lncRNA，表明了許多 lncRNA 并非基因組中的“垃圾”，而且在人類癌癥和發育中發揮著必不可少的重要作用。

主動撤稿

然而，2025 年 12 月 3 日，論文作者申請撤稿了這篇上線僅一年的論文。

撤稿聲明顯示，作者們發現，論文中用于靶向 lncRNA 和蛋白編碼轉錄本的混合篩選 CRISPR 文庫，未經過濾以去除人類轉錄組中其他位置可能存在的脫靶序列。在通過移除與蛋白編碼轉錄本或 lncRNA 存在最多 2 個錯配的 gRNA 來對潛在脫靶進行適當過濾后，作者們重新分析了實驗數據，結果顯示，篩選鑒定出的必需 lncRNA 發生了變化，因此，作者們決定撤回該論文。

重新發表

2026 年 5 月 17 日，該團隊將修正后的論文發表在了 Cell 子刊Cell Genomics，論文題為：Essential lncRNAs in the human transcriptome。

人類基因組被廣泛轉錄為 RNA，并編碼了數千種長鏈非編碼 RNA（lncRNA），這些 lncRNA 通常經過剪接和多聚腺苷酸化，但不被翻譯成蛋白質。在已注釋的 lncRNA 中，僅有極少數（<1%）與明確的功能作用相關。在這些罕見情況下，lncRNA 已被發現能夠吸附 miRNA、阻斷翻譯、形成生物分子凝聚體、編碼微肽，以及調控蛋白質或 RNA 等。由于其序列保守性低、豐度低且表達具有細胞類型特異性，使得它們難以與不穩定的轉錄噪音區分開來。盡管全基因組范圍的生物信息學分析和比較測序研究已鑒定出一些保守的 lncRNA，提示其可能具有功能作用，但后續的實驗驗證仍局限于低通量研究，每次僅針對單個 lncRNA 進行。

近年來，CRISPR 干擾（CRISPRi）和CRISPR激活（CRISPRa）篩選技術已被用于鑒定功能性 lncRNA。盡管這些方法具有重要價值，但這些基于 CRISPR-Cas9 的方法常常存在非預期的上靶活性（on-target activity）問題，即在目標基因組位點結合的同時，會干擾附近其他基因。此外，對 lncRNA 位點進行 DNA 層面的擾動，也可能抑制與該 lncRNA 轉錄本無關的功能性 DNA 元件。

為克服上述局限性，研究團隊開發了靶向 RNA 的 CRISPR 篩選技術，可系統性地以轉錄本和鏈特異性方式干擾 lncRNA，確保不會意外調控位點附近基因或功能 DNA 元件。在這項研究中，研究團隊利用大規模并行CRISPR-Cas13正向轉錄組篩選，在五種不同的人類細胞系中干擾了約 5500 個 lncRNA，鑒定出一組共有的必需 lncRNA，比較其與鄰近蛋白質編碼基因的必需性，分析單細胞水平上的轉錄組變化，并揭示它們在發育和癌癥進展中的關鍵作用。

這項研究修正了該團隊之前發表于Cell的工作（已撤稿），研究中所有的 gRNA 均經過篩選，以避免在人類轉錄組其他位置產生脫靶效應，這使得被檢測的 lncRNA 數量從之前的 6199 個減少至現在的 5496 個。研究團隊還在全部五種人細胞系（HAP1、HEK293T、K562、MDA-MB-231、THP1）中進行了更深入的 RNA 測序，從而獲得了更多表達的 lncRNA（每個細胞系約 4000 個）。

綜合來看，利用更新后的 gRNA 文庫和更深入的轉錄組分析，研究團隊鑒定出了788 個必需 lncRNA，這 788 個 lncRNA 對細胞存活至關重要，其中 82%（646 個）具有細胞類型特異性，其余 18%（142 個）在多個細胞系中均表現出必需性。

研究團隊進一步通過單個擾動實驗驗證了這些 lncRNA 的必需性，發現大多數必需 lncRNA 的作用獨立于其鄰近的蛋白編碼基因。通過單細胞轉錄組分析，研究團隊發現，必需 lncRNA 的缺失會損害細胞周期進程并誘導細胞凋亡。許多必需 lncRNA 在發育過程中表現出組織特異性的動態表達模式。研究團隊進一步利用約 9000 例原發腫瘤樣本，確定了那些在腫瘤中表達水平與患者生存期相關的 lncRNA，從而發現了新的生物標志物和潛在治療靶點。例如，PVT1的高表達與三種癌癥類型（膠質瘤、葡萄膜黑色素瘤和腎透明細胞癌）的較差總生存期以及與兩種癌癥類型（膠質瘤和葡萄膜黑色素瘤）的較差無進展生存期相關。

研究團隊表示，盡管進行了這些重要修正，并提供了更新版的必需 lncRNA 列表，但之前研究中的原始結論仍然保持不變。

總的來說，這項針對功能性 lncRNA 的全轉錄組篩選，加深了我們對非編碼轉錄本的理解，并展示了 Cas13 介導的轉錄組規模非編碼 RNA 篩選的巨大潛力。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell-genomics/fulltext/S2666-979X(26)00115-1