在活细胞中实时追踪RNA的动态行为是揭示基因表达调控机制的关键。然而,传统荧光蛋白成像系统背景噪声大、难以分辨单个分子,而传统CRISPR-Cas13工具效应蛋白体积庞大(约130–150kDa),不仅存在显著的空间位阻干扰,更难以通过腺相关病毒(AAV)等小容量载体进行高效递送。
针对这一瓶颈,研究团队基于冷冻电镜解析的PspCas13b复合物结构,系统性删除其HEPN1和HEPN2核酸酶结构域,构建出仅约70kDa最小识别核心的miniCas13,将蛋白尺寸压缩至传统Cas13的一半,极大降低了位阻并提升了递送与成像稳定性。为消除未结合RNA的游离蛋白噪声,团队创新性地结合环状排列(Circular Permutation)与条件性蛋白稳定性调控机制——在重新开辟的新末端融合富含精氨酸的降解信号(RRRG degron),使未结合RNA的效应蛋白被迅速降解,而结合RNA后降解信号被屏蔽并稳定保留。这一“靶标结合即稳定”的机制使荧光诱导倍数提升达20倍,实现了信噪比的质变突破。