構建小鼠基因組CRISPR導向RNAs文庫

　　研究人員開發出一種方法，構建出了一個可誘導小鼠基因組全基因靶向突變的CRISPR導向RNA(gRNAs)綜合文庫。人們可利用這一文庫來調查不同細胞類型中每個基因的作用。這一突破性的研究成果在線發表在12月23日的《自然生物技術》(Nature Biotechnology)雜志上。

　　CRISPR技術是指利用一段與靶序列相同的導向RNA來引導Cas9核酸酶對特異性靶向DNA進行識別和切割，造成DNA的雙鏈或單鏈斷裂。然后，細胞會利用自身具備的兩種DNA復制機制：即非同源性末端結合(Non-homologous end joining, NHEJ)或同源介導的修復(Homology-directed repair, HDR)對斷裂的DNA進行修復。這一技術簡單高效，科學家們可以采用標準的分子生物學技術，輕易地設計出多種新的導向RNAs。

　　研究小組發現在測試52個導向RNAs中，有50個可成功切割基因的兩個拷貝。這些遺傳工程改造的導向RNAs在許多的細胞類型中似乎都取得了一致的極高成功率，由此引導他們構建出了一個可靶向小鼠基因組中每個基因的導向RNAs文庫。

　　論文的主要作者、Wellcome Trust Sanger研究所的Kosuke Yusa博士說：“CRISPR技術正在徹底變革我們研究細胞行為的方式。我們已經開發出了一個全面的文庫，其他的研究人員可利用它來研究所有基因的作用。我們可以為所有的細胞或物種構建出這種類型的文庫。”

　　研究人員設計出了一個包含近90,000條這樣的導向RNAs的文庫，可以利用這些導向RNAs來靶向和改變小鼠基因組中所有的基因，并構建出了一些小鼠突變胚胎干細胞。他們利用小鼠突變干細胞針對一種細菌毒素：腐敗梭菌α毒素進行了一次遺傳篩查，更好地了解了對這一毒素產生抗性的機制：這種毒素對于所有的細胞類型都具有毒性效應。

　　研究小組靶向了26個已知與這種細菌毒素受體合成相關的基因。他們揭示出其中17個基因導致了抗性發生。重要的是，他們還發現了從前未知的一些基因，它們發生突變賦予了對這種有毒物質的抗性。

　　研究小組現在將利用這一導向RNAs文庫在癌細胞系中構建突變。細胞可快速地產生耐藥并抵抗治療是癌癥藥物治療中的一個主要問題。通過篩查突變導致所有功能喪失的基因，研究小組可以確定哪些基因與癌癥治療耐藥有關，由此尋找到臨床靶點。