遺傳學大牛NatureMethods發布CRISPR重要成果

　　CRISPR-Cas9系統使得研究人員能夠編輯許多生物體和細胞類型的DNA序列。然而，科學家們也日益認識到可以利用它來激活基因的表達。為此，他們構建出了大量可激活Cas9蛋白的合成基因來研究基因功能或在潛在的治療方法中彌補不充足的基因表達。

　　哈佛大學Wyss生物啟發工程研究所核心教員、系統生物學平臺負責人、哈佛醫學院遺傳學教授George Church博士說：“利用CRISPR-Cas9系統的各種工程變體來選擇性激活基因，這種可能性令許多研究人員詢問，到底哪種可獲得的合成Cas9激活蛋白可以用來實現他們的目的。獨特地設計出所有的合成Cas9激活蛋白，并在不同的環境中測試它們是一個重要的挑戰；尚未有人并排比較過它們的相對潛力。我們希望能夠為生物醫學研究界提供這樣的對照表。”

　　在發表于5月23日《自然方法》（Nature Methods）雜志上的一項研究中，Wyss研究小組報告了嚴格對比的情況，并列出了在來自人類、小鼠和果蠅等生物的各種細胞類型中最常用的人造Cas9激活子。研究結果為科研人員提供了一個有價值的指南，使得他們能夠簡化研究努力。

　　改造Cas9蛋白破壞其DNA編輯能力，隨后再將這些可激活基因的Cas9蛋白與已知具有基因激活潛力的一些蛋白質的可變結構域融合到一起。在某些情況下，還可以改造CRISPR-Cas9系統的第二元件——將這一復合物靶向特異性DNA序列的向導RNA（gRNA），來結合一些基因激活因子。

　　研究的共同第一作者、Wyss研究所的研究人員Marcelle Tuttle說：“我們首先調查了7個高級Cas9激活子，將它們與原始Cas9激活子及相互之間進行了比較，原始Cas9激活子被用來提供CRISPR-Cas9基因激活潛力的概念證明。有3個激活子提供了比其他的候選激活子更高的基因激活，并維持了對靶基因的高度特異性。”

　　該研究小組進而證明，排名前三的候選激活子類似地驅動了人類、小鼠和果蠅細胞中最高水平的基因表達，不論它們的組織和發育起源如何。研究人員還找到了一些方法利用這三個主要的候選激活子來進一步將基因激活擴至最大的限度。

　　該研究的共同第一作者、博士后研究人員Alejandro Chavez說：“在某些情況下，最大可能地激活靶基因是獲得一種細胞或治療效應的必要條件。當我們利用三種不同的gRNAs，借助三個拷貝的表現最出色的激活子來靶向特異的基因時，我們設法協同提高了它們的表達。”

　　“CRISPR-Cas9的易用性為開發出一些基因組療法提供了巨大的可能性。這項研究提供了有價值的新設計標準，將有助于合成生物學家和生物工程師在未來設計出更有效的靶向基因組工程技術，”Wyss研究所創始主任Donald Ingber博士說。