Nature子刊：為基因組編輯保真

　　有時生物學很殘酷，在健康和致命疾病之間，往往只有一個遺傳密碼的差異。盡管人們一直在研究這些微小改變引發的疾病，但在人類干細胞中對其進行重現依然頗具挑戰。

　　現在，Gladstone研究所的科學家們開發了一個新技術，能夠幫助人們對人類基因組進行有效的單堿基編輯，文章發表在近期的Nature Methods雜志上。這一技術不僅能增強人們在干細胞中模擬疾病的能力，也為修改遺傳密碼進行治療奠定了基礎。

　　目前，研究界和醫藥領域面臨著一個最為緊迫的問題：如何準確有效地捕獲罕見致病突變，以及怎樣對其進行修正。而Bruce Conklin領導的這項研究為人們提供了一個解決方案。

　　“隨著遺傳學技術的進步，人們發現了數以百計與人類疾病有關的遺傳學突變，不過迄今為止我們還缺乏研究它們的有效方法，”Conklin解釋道。“為此，我們需要利用強力有效又精確的工具，以實現一個堿基一個堿基地編輯人類基因組。我們的新技術就是這樣的一種方法。”

　　研究遺傳學疾病的一個主要挑戰在于，致病突變出現的頻率可能低至1%，使得尋找和研究它們非常麻煩。

　　“我們需要一個有效方法，能夠在數以百計的正常細胞中鑒定單個突變，”文章第一作者Yuichiro Miyaoka說。“為此，我們設計了特異性的熒光探針，這些探針能夠將突變序列與原始序列區分開。然后，我們再對兩種序列的細胞進行分選和檢測。即使每一千個細胞中只出現一個突變，我們的技術也能夠檢測得到，靈敏度比傳統方法高一百倍。”

　　研究團隊將這一新方法應用到誘導多能干細胞中。這些iPS細胞源自人類患者的皮膚細胞，與患者細胞擁有同樣的遺傳學組成，包括了任何潛在的致病突變。研究人員通過基因編輯技術TALEN，向基因組引入特定突變。

　　一些基因編輯技術，雖然能夠有效修改遺傳密碼，但其使用的標記會在新編輯的基因組上留下“疤痕”。而這些疤痕會影響后代細胞，令之后的分析更為復雜。TALEN可以進行無痕跡的單堿基編輯，不過這樣的編輯事件比較罕見，需要用到Conklin實驗室開發的新技術。

　　“我們的新技術，能夠有效捕獲和放大極為罕見的突變，”Dr. Conklin說。“這種高效高保真的方法，為之后的遺傳學研究打下了良好的基礎。”

　　“現在有不少類似TALEN這樣的強力基因編輯工具，我們需要將這些工具用到干細胞研究中去，”加州大學的助理教授Dirk Hockemeyer評價道。“Dr. Conklin的新方法將大大促進這一過程。”

　　“我們面臨的許多最具破壞性的疾病，都是由微小的遺傳學改變引起的，”Dr. Conklin補充道。“我們希望這一新技術，能夠幫助人們逆轉這些有害突變，修復遺傳代碼。”