Cell: 新型CRISPR转录组学编纂“机械”有助于重塑转录组影象

2021年4月12日讯/100医药网BIOON/---基因编纂技术的提高年夜幅提升了咱们修饰人类基因组的才能。基于sgRNA介导的CRISPR- Cas9相关基因编纂技术可能在指定位点引入DNA断裂以失活基因功效或通过同源性DNA修复领导准确的DNA编纂，这些技术已针对根底DNA序列的靶向变动进行了优化，是以十分得当修复或引入致病性渐变。然而，上述技术对内源性DNA修复机制的依赖提出了挑战，由于这些路径的简单性能够使其难以进一步提升准确性。

（图片起源：www.cell.com）

调理基因功效的另一种方式是在表观遗传学程度进行影响，从而节制基因表白而无需改动根底的DNA序列。此前研讨曾经标明，失去催化活性的dCas9可以加强（CRISPRa）或克制（CRISPRi）哺乳植物细胞中的基因转录程度。可编程的表观基因组编纂是可调的，可逆的，而且不必要DNA断裂，无效地绕过了与基因编纂相关的细胞毒性。然则，以后的可编程表观基因组编纂技术通常依赖于dCas9交融卵白的构成型表白来维持转录节制。是以，这些方式仍旧不太得当细胞医治和生物工程的利用。

比来的任务标明，表观基因组编纂有能够编写一种稳定的转录法式，该法式可以被人类细胞记住并传达，而无需可编程表观遗传调理剂的构成型表白。 此外，可以通过召募DNA甲基转移酶和KRAB构造域的混合物来缄默基因。然而，迄今为止，表观遗列传忆编写法式仅对少数内源性人类基因进行了缄默测试。此外，曩昔的可编程表观遗传缄默子设计为每个靶基因使用两个或三个交融卵白，这在试验操作上很费事（尤其是关于多重基因靶向），从而使得基因靶向战略加倍简单。此外，基于TALE的KRAB与DNMT3A和DNMT3L构造域的交融招致基因缄默效率的恒久低下。今朝尚不分明这些办法关于树立具备“遗传性”的基因缄默技术的通用性以及是否存在编写和维持可遗传表观遗传缄默法式所需的基因组特征。对此，一个合理的假如是：由单个失活Cas9交融卵白构成的表观遗传编纂元件将有助于普遍地摸索“可遗传”表观遗传基因缄默技术的适用性。

在比来颁发在《Cell》杂志上的一项研讨中，来自UCSF的Jonathan S. Weissman团队引见了一种名为“CRISPRoff”的技术，包含其设计理念，开辟进程和技术验证，CRISPRoff是一种可编程的表观遗列传忆编写器卵白，可以耐久克制基因表白。

（图1，CRISPRoff介导的高通量，继续性基因缄默） 研讨发现，CRISPRoff的瞬时表白编写了一种表观遗传法式，从而维持人类细胞450屡次的细胞决裂，突显出这种模式的基因缄默是稳定且可遗传的。 CRISPRoff表观遗列传忆可以使用称为CRISPRon的多部门表观遗传编纂器进行逆转，该编纂器可特同性删除DNA的甲基化修饰并召募转录元件。

使用全基因组CRISPRoff挑选，作者证实了这种办法可以耐久且特同性地缄默绝年夜多半卵白质编码基因，而且具备普遍的靶向性。此外，关于CRISPRoff介导的稳定基因缄默而言，规范的CpG岛标签不是必须的。

末了，作者证实了CRISPRoff可用于在人类干细胞中介导缄默加强和工程化的基因缄默法式，这些法式在神经元的不时分解进程中继续存在。总而言之，该体系使研讨者们可能普遍摸索表观遗传缄默的生物学规定，并提供了一个弱小的对象来节制基因表白，靶向加强子以及摸索表观遗传的原理。（100医药网 100yiyao.com）

原始出处：James K. Nu ez, Jin Chen, Greg C. Pommier. Cell. (2021)DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.025