Cas13は、ガイドRNA（gRNA）の相補性を利用してRNA転写産物を切断するクラスIIタイプVI CRISPRエフェクターである。また、Cas13エンドリボヌクレアーゼは細菌やヒト細胞において非特異的なコラテラルRNase活性を頻繁に示すことが報告されている。しかし、植物では、Cas13はコラテラルRNase活性 (以下、コラテラル活性）を示さずに標的mRNAを高い特異性で分解するという報告が続いていた。
韓国の研究チームは今回、シロイヌナズナ・プロトプラストを用いた蛍光ベースの実験パイプラインを開発し、最も広く使用されているCas13タンパク質であるRfxCas13dの標的RNA切断およびコラテラル活性を解析した結果、ガイドRNA（gRNA）と対応する標的RNAを供給した場合に、RfxCas13dがコラテラル活性を示すことを、発見した。
Cas13dのコラテラル活性は、同時に導入されたコンストラクトから生成された標的転写産物によって特に活性化され、内因性の標的mRNAによっては活性化されなかったが、これは、標的転写産物の高濃度に起因する可能性がある。これまでの研究で、標的転写産物の濃度が一定の閾値を超えるとCas13が活性化されることが示されている。
今回、gRNA自体がCas13とは独立して、おそらくRNA干渉を介して標的遺伝子のサイレンシングを誘導できるかどうかを検証したが、RfxCas13dが存在しない状況では標的遺伝子の発現に顕著な低下は認められなかった。すなわち、RfxCas13dの活性にはgRNAと標的RNAの両方が同時に存在する必要があることを示している。
注目すべきことに、RfxCas13dのコラテラル活性は、共導入遺伝子の転写産物に対してのみ観察され、アラビドプシス実生において恒常的に高発現している葉緑体遺伝子（PsbAおよびRbcL）や核遺伝子（Cab1およびRbcS1A）などの内因性遺伝子の転写産物に対しては観察されなかった。これらの結果は、Cas13の副次的活性が内因性転写産物レベルに大きな変化を誘導しなかったことを示唆している。また、一貫して、プロトプラストの生存率はCas13dシステムの付随活性の影響を受けなかった。
対照的に、RfxCas13dと同時に導入されたプラスミドから生成された転写産物は、そのRNase活性の影響を受けやすかった。これは、ヒト細胞において、共導入された非標的BFPが内因性RNA（46%）およびミトコンドリアRNA（14%）よりも強く（約90%）ダウンレギュレーションされたことを示した以前の研究（Shi et al. 2023）と一致している。
Cas13が外因性および内因性の mRNA に対して異なるコラテラル活性を示す機構は不明であるが、研究チームはいくつかの仮説を論じている。
[出典] "RfxCas13d Exhibits Collateral RNA Degradation Activity in Plant Systems" Nam JW, Jeong YY, Seo PJ. J Plant Biol. 2025-05-21. https://doi.org/10.1007/s12374-025-09464-w [著者所属] Seoul National U, Sungkyunkwan U.
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