Science子刊：用CRISPR攻克致命感染
日期：2015-04-09 09:01:24
Whitehead研究所的研究人員改進(jìn)了CRISPR-Cas基因組編輯系統(tǒng)，使其能夠全面操縱白色念珠菌（Candida albicans）的基因組，這一技術(shù)將幫助人們找到更多的新治療靶標(biāo)。
“這項研究是很有意義的，”領(lǐng)導(dǎo)這項研究的Gerald Fink教授說。“之前我們對這種致病菌的攻擊策略并不十分有效，而CRISPR解開了我們受到的束縛。”
白色念珠菌是一種生活在我們皮膚或者腸道中的常見微生物，通常是無害的。不過白色念珠菌對免疫功能低下的人特別危險，會引起可能致命的感染。這種致病菌相當(dāng)令人頭疼，因為許多菌株對抗真菌藥物有抗性，亟需開發(fā)出新的治療藥物。
要在致病菌中鑒定新藥物靶標(biāo)，我們可以將其基因一一敲除，尋找那些致病菌賴以生存的基因。不過白色念珠菌的基因組特別難破解，現(xiàn)有的基因組編輯方法并不能有效敲除其基因的兩個拷貝。
規(guī)律成簇的間隔短回文重復(fù)CRISPR與內(nèi)切酶Cas9的組合，原本是細(xì)菌抵御病毒的重要武器，2012年，這個細(xì)菌免疫系統(tǒng)被人們開發(fā)成了基因組編輯工具。現(xiàn)在，CRISPR-Cas已經(jīng)成為了時下最熱門的基因組編輯系統(tǒng)，Cas蛋白可以說是基因工程中的瑞士軍刀，能夠結(jié)合并切割任意DNA。
CRISPR-Cas能夠精確高效的編輯絕大多數(shù)二倍體生物的兩個基因拷貝。然而，標(biāo)準(zhǔn)CRISPR-Cas系統(tǒng)也對白色念珠菌獨特的遺傳學(xué)組成束手無策，需要進(jìn)行相當(dāng)大的改動。Fink實驗室的Valmik Vyas經(jīng)過大量的努力，終于設(shè)計出了能夠作用于白色念珠菌和其他絕大多數(shù)真菌的CRISPR系統(tǒng)。這一成果發(fā)表在本周的Science Advances雜志上。
Vyas用自己開發(fā)的系統(tǒng)編輯了實驗室菌株和臨床菌株。研究顯示，CRISPR-Cas能夠在一次實驗中讓不同基因的兩個拷貝同時突變，包括涉及抗生素抗性的一些基因和一個必需基因。研究人員指出，改進(jìn)后的CRISPR-Cas系統(tǒng)能夠靶標(biāo)白色念珠菌98%的基因組。也就是說，現(xiàn)在人們可以在6000個基因中鑒定新的藥物靶標(biāo)。
