2021年1月CRISPR/Cas最新研讨停顿

2021年1月31日讯/BIOON/---基因组编纂技术CRISPR/Cas9被《迷信》杂志列为2013年年度十年夜科技停顿之一，遭到人们的高度看重。本年10月，德国马克斯-普朗克病原学研讨所的Emmanuelle Charpentier博士以及美国加州年夜学伯克利分校的Jennifer A. Doudna博士因在CRISPR-Cas9基因编纂方面做了的奉献荣获2020年诺贝尔化学奖。

CRISPR是纪律距离性成簇短回文反复序列的简称，Cas是CRISPR相关卵白的简称。CRISPR/Cas最初是在细菌体内发现的，是用来辨认和捣毁抗噬菌体和其他病原体入侵的进攻体系。

图片来自Thomas Splettstoesser (Wikipedia, CC BY-SA 4.0)。

2018年11月26日，中国迷信家贺建奎宣称天下上首批颠末基因编纂的婴儿---一对双胞胎女性婴儿---在11月出身。他应用一种弱小的基因编纂对象CRISPR-Cas9对这对双胞胎的一个基因进行批改，使得她们出身后就可能人造地抵制HIV感化。这也是天下首例免疫艾滋病基因编纂婴儿。这条新闻刹时在国际外网站上迅速发酵，引发千层浪。有部门迷信家支持贺建奎的研讨，然则更多的是质疑，乃至是非难。

行将过来的1月份，有哪些严重的CRISPR/Cas研讨或发现呢？小编梳理了一下这个月100医药网报道的CRISPR/Cas研讨方面的消息，供年夜家浏览。

1.

doi:10.1126/science.abc1944

当癌症局限于身材的一个部位时，大夫通常可以通过手术或其他疗法进行医治。然而，年夜部门与癌症无关的灭亡，是因为它的转移倾向，发送本人的种子（癌细胞），能够在全身生根。转移切实其实切时辰转眼即逝，稠浊在中产生的数百万次决裂中。美国怀特黑德研讨所成员Jonathan Weissman说，“这些变乱通常是不行能及时监测的。”

如今，在一项新的研讨中，Weissman引导的一个研讨团队把CRISPR对象酿成了完成这一目的的一种办法。Weissman试验室与加州年夜学伯克利分校盘算机迷信家Nir Yosef和加州年夜学旧金山分校癌症生物学家Trever Bivona单干，以退化生物学家对待物种的方式看待癌细胞，绘制出极其具体的家族树。通过探求这个家族树的分支，他们可以跟踪癌细胞的谱系，以找到单个细胞何时变得异常，将厥后代扩散到身材的其他部位。相关研讨成果于2021年1月21日在线颁发在Science期刊上，论文题目为“Single-cell lineages reveal the rates, routes, and drivers of metastasis in cancer xenografts”。

图片来自Jeffrey Quinn/Whitehead Institute。

Weissman 说，“通过这种办法，你可以问如许的成绩：‘这个肿瘤转移的频率有多高？转移的部位来自哪里？它们去了哪里？’通过可能跟踪肿瘤在体内的汗青，你可以提醒的生物学差别，而这通过惯例伎俩是察看不到的。”

2.

doi:10.1016/j.cell.2020.12.017

在一系列针对试验室培育的展开的试验中，来自美国约翰霍普金斯年夜学的研讨职员发现了证据，标明普遍使用的基因切割体系CRISPR-Cas9还有另一种作用---作为CRISPR-Cas9基因的自我调理开关。它调低或调弱CRISPR-Cas9活性的作用，能够会帮忙迷信家们开辟出用于研讨目标的细胞基因工程新办法。相关研讨成果于2021年1月8日在线颁发在Cell期刊上，论文题目为“A natural single-guide RNA repurposes Cas9 to autoregulate CRISPR-Cas expression”。

迷信家们恒久以来始终致力于解开CRISPR-Cas9作用机制的准确步调，以及它在中的活性若何被调高或调低。这些研讨职员在寻觅激活或克制酿脓链球菌CRISPR-Cas9基因切割体系的基因时，发现了这一体系若何运作的线索。

详细来说，这些研讨职员在CRISPR-Cas9体系中发现了一个基因，当失活后，它会招致这种基因编纂体系在中的活性急剧添加。这个基因的产品仿佛是对Cas9进行从新编程，使其作为刹车（brake）起作用，而不是“铰剪”，以调低CRISPR体系的活性。

3.

doi:10.1073/pnas.2014481118

智力受损，活动阻碍和发育缓慢是GPI卵白缺点招致的常见疾病的典型表示。波恩年夜学和马克斯·普朗克分子学研讨所的研讨职员使用基因工程办法制作了一种很好地仿照这些患者的小鼠。在该植物模子中的研讨标明，在GPI锚定卵白缺点中，基因渐变会侵害年夜脑突触中刺激的通报。这些成果现已颁发在《PNAS》杂志上。

就像船只在风暴和波浪中锚定在海底一样，GPI锚定（GPI =糖基磷脂酰肌醇）可以确保特别的卵白质可以保留在活细胞的内部。要是GPI锚因基因渐变而无奈正常运转，则会毁坏细胞之间的旌旗灯号通报和运输。波恩年夜学病院基因组统计和研讨所的Peter Krawitz传授解释说：“ GPI锚缺点包含一组次要招致智力缺点和发育缓慢的常见疾病” 。

在年夜多半欧洲患者中发现了PIGV基因的渐变。它编码一种关于GPI锚合成至关紧张的酶。麦克斯-普朗克分子遗传研讨所的研讨职员及其共事使用CRISPR-Cas9基因编纂技术，依据患者模子对小鼠的PIGV基因进行了修饰。慈悲机构医学遗传学和人类学研讨所的Miguel Rodríguezde los Santos说：“年夜量的行动测试标明，这种小鼠模子十分接近地反映了人类察看到的疾病。”