Nature重要成果：CRISPR大規?；蚪M研究

日期：2013-07-29 09:18:46

來自杜克大學的研究人員設計出了一種能快速，方便有效靶向人類基因組任何基因的新方法，這種新工具建立在一種來自細菌的RNA引導酶的基礎上，即CRISPR-Cas RNA引導性核酸酶（RNA-guided nucleases，RGNs）。

這一研究成果公布在7月25日Nature Methods雜志上，研究人員指出這種新方法也能應用于基因治療，以及將干細胞，或成體細胞重編程為其它類型細胞的研究中，比如利用皮膚細胞制造新的神經細胞。

文章作者，杜克大學Pratt工程學院，基因組科學研究所的Charles Gersbach表示，“對于基因組序列，我們已經了解了序列信息和所有組成部件，但是仍然需要能方便精確地操縱基因組的技術工具”，“這就是這個研究新工具的用武之地?！?/SPAN>

Gersbach研究組一直致力于利用特殊的工程蛋白對基因組進行操控，但是要想獲得理想的結果并不容易。因為很難擴大想象到基因組中成百，甚至上千的基因的工作機制。“這就是這種研究為何總是被迫停止的原因，”他說。

Gersbach和博士后研究員Pablo Perez-Pinera 發現一種存在于鏈球菌中的Cas9 RNA引導性蛋白，也許能起到幫助。這種細菌將Cas9作為其適應性免疫系統的一部分，用以抵御病毒感染。這種蛋白能切下病毒DNA中的片段，將其插入到自身基因組中，用以未來進行感染識別。科學家們已經發現這些免疫系統成分在人體細胞內也能起作用。

因此Gersbach等人就開始利用這種蛋白的天然活性，構建基因工程研究。

在這篇最新研究中，他們修改了Cas9序列，使其不是切除DNA，而是開啟基因。研究人員發現這種新工具能特異性打開人類細胞的特殊基因，由此他們修改了一些興趣靶標，比如對抗炎癥的基因，激活構建神經細胞，肌細胞或干細胞的基因網絡，而且研究人員還證明他們可以誘導能用于減輕鐮刀狀紅細胞病癥狀的一個基因。

這也就是說，這種新工具能發揮作用，能從臨床的角度對基因進行操控。從理論上說，這種RNA引導性的工具可用于修改或影響基因組中任何位置的任何基因。

Gersbach目前希望能與IGSP合作者共同應用這種新工具，分析基因組中上千位置基因的功能，比如與組織工程師Farshid Guilak教授合作，將能用于對抗炎癥，以及自身免疫性疾病，如關節炎。

“這是一種簡單，應用廣泛的工具，任何人都能輕松操控它，”Gersbach說。

實際上，CRISPR-Cas技術的應用已經帶給了我們不少驚喜，目前也成為了不少科學家的寵兒，如近期加州大學舊金山分校，伯克利分校等處的研究人員指出CRISPR技術可以用于真核細胞轉錄調控研究，CRISPRi可以作為真核細胞基因表達精確調控的一種通用工具。

實驗證明，研究人員建立的CRISPR系統可以作為一個模塊化，靈活的DNA結合平臺，用于針對靶向DNA序列蛋白召集，這也表明CRISPRi可以作為真核細胞基因表達精確調控的一種通用工具。