用CRISPR迅速鎖定致病突變

　　CRISPR/Cas技術可以實現定向基因組編輯，快速生成轉基因動物模型用于研究人類遺傳疾病。德國科學家們利用外顯子測序和CRISPR/Cas基因組編輯，在短時間內鑒定了一種人類肢體缺陷的致病突變。這項成果發表在一月十一日的Genome Research雜志上。

　　細菌一直在與病毒或入侵核酸進行斗爭，為此它們演化出了多種防御機制，CRISPR/Cas適應性免疫系統就是其中之一。規律成簇的間隔短回文重復CRISPR與內切酶Cas9的組合，可以在引導RNA的指引下，靶標并切割入侵者的遺傳物質。

　　2012年研究者們利用這一特點，將CRISPR系統發展成了強大的基因組編輯工具。該系統使用簡單而且擴展性強，很快便成為了生物學領域的香餑餑。幾乎所有實驗室都可以很方便的進行CRISPR基因組編輯，你只需要在自己感興趣的細胞或生物中表達Cas9內切酶和引導RNA（gRNA）。內切酶Cas9會在gRNA的指導下引入位點特異性的雙鏈斷裂，然后細胞通過同源重組進行修復，最終改寫基因組的特定位點。最近，人們也開始用CRISPR-Cas9系統進行基因調控，隨心所欲的開/關基因。

　　研究人員在文章中描述的常染色體隱性疾病，發生在兩個不相關的家庭之中。這種疾病以裂足畸形（split-foot defect）、手指甲畸形和聽力損失為特征。研究人員發現，發生這種疾病是因為突變干擾了蛋白激酶ZAK的SAM結構域。

　　ZAK是MAPKKK家族的成員，此前人們并不知道它在四肢發育中起作用。研究顯示，小鼠發育中的四肢表達Zak，通過CRISPR/Cas敲除Zak會導致小鼠胚胎死亡。進一步研究表明，刪除SAM結構域會誘導與Trp63下調有關的復雜后肢缺陷，而Trp63是裂手/裂足畸形的已知致病基因。

　　這項研究為人們揭示了ZAK在哺乳動物四肢發育中起到的關鍵性作用，還展示了CRISPR/Cas基因組編輯技術快速鑒定致病突變的強大能力。