張鋒發(fā)表CRISPR新突破 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的多重基因編輯
日期：2016-12-07 08:47:37
CRISPR是規(guī)律成簇的間隔短回文重復(fù)（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）的縮寫(xiě)。CRISPR與內(nèi)切酶Cas9是一對(duì)好基友，細(xì)菌依靠它們組成的防御系統(tǒng)對(duì)抗外來(lái)侵略者。CRISPR-Cas9能夠在引導(dǎo)RNA的指引下，靶標(biāo)并切割入侵者的遺傳物質(zhì)。2012年研究者們利用這一特點(diǎn)，將CRISPR系統(tǒng)發(fā)展成了強(qiáng)大的基因組編輯工具。該系統(tǒng)使用簡(jiǎn)單而且擴(kuò)展性強(qiáng)，很快便成為了生物學(xué)領(lǐng)域最耀眼的明星。
2015年人們發(fā)現(xiàn)，CRISPR還有一個(gè)好朋友——Cpf1。CRISPR-Cpf1也能在crRNA的引導(dǎo)下在人類(lèi)細(xì)胞中剪切目標(biāo)DNA，被稱(chēng)為是新一代的CRISPR基因組編輯系統(tǒng)。Broad研究所和Wageningen大學(xué)的研究人員在CRISPR–Cpf1的基礎(chǔ)上打造了一個(gè)多重化基因編輯系統(tǒng)。這一重要成果于十二月六日發(fā)表在Nature Biotechnology雜志上，文章通訊作者是CRISPR技術(shù)先驅(qū)張鋒（Feng Zhang）和Wageningen大學(xué)的John van der Oost。
過(guò)去用Cas9靶標(biāo)多個(gè)基因組位點(diǎn)需要構(gòu)建多個(gè)或者很大的表達(dá)載體，使這種基因組編輯技術(shù)受到一定的局限。研究人員發(fā)現(xiàn)，Cpf1能夠加工自己的CRISPR RNA (crRNA)。而且Cpf1介導(dǎo)的pre-crRNA加工是獨(dú)立于DNA剪切的。這種能力可以用來(lái)簡(jiǎn)化多重基因組編輯。他們?cè)诖嘶A(chǔ)上設(shè)計(jì)CRISPR陣列，用一個(gè)載體同時(shí)在哺乳動(dòng)物細(xì)胞編輯了四個(gè)基因，在小鼠大腦編輯了三個(gè)基因。
張鋒博士是麻省理工學(xué)院腦與認(rèn)知科學(xué)助理教授、McGovern 腦研究所和Broad研究所核心成員，曾榮獲美國(guó)生物醫(yī)學(xué)大獎(jiǎng)：瓦利基金青年研究家獎(jiǎng)。去年年底，張鋒的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)化膿鏈球菌的Cas9進(jìn)行了3個(gè)氨基酸的改造，建立了革命性的CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)，大大減少了“脫靶”編輯錯(cuò)誤。這一完善的技術(shù)解決了使用基因組編輯時(shí)面對(duì)的一個(gè)主要技術(shù)問(wèn)題。
今年六月，張鋒團(tuán)隊(duì)在Science雜志上發(fā)布了一個(gè)靶向RNA的新型CRISPR系統(tǒng)。這種新方法有潛力開(kāi)辟一條強(qiáng)大的細(xì)胞操控途徑。DNA編輯會(huì)造成細(xì)胞基因組永久性的改變，而CRISPR RNA靶向方法可以進(jìn)行暫時(shí)的上調(diào)或下調(diào)，比現(xiàn)有的RNA干擾技術(shù)更具特異性，功能也更像大。
張鋒還與Aviv Regev合作開(kāi)發(fā)了一種新測(cè)序技術(shù)——Div-Seq。在成體大腦中，新生神經(jīng)元是相當(dāng)罕見(jiàn)的。Div-Seq可以通過(guò)單核RNA測(cè)序揭示這些罕見(jiàn)神經(jīng)元的動(dòng)態(tài)。這一重要研究成果于七月二十八日發(fā)表在Science雜志上。
