華人學者PNAS發表CRISPR新技術

　　復雜的生物學現象受到不同基因的協調控制。在人類細胞中系統地鑒定這些基因組合是非常麻煩的，亟需一種可擴展的多重篩選技術。

　　美國麻省理工的研究人員最近在美國國家科學院院刊PNAS雜志上發布了多重條碼的CRISPR-Cas9篩選平臺。該平臺結合了CRISPR-Cas9和CombiGEM技術，能夠在人類細胞中對帶條碼的基因擾動組合進行大規模平行篩選。

　　CRISPR-Cas9原本是細菌在漫長的進化史中演化出的重要防御機制。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。 CRISPR-Cas系統不僅操作簡便，還有著很強的可擴展性，快速滲透到了生物學研究的各個領域。

　　研究人員用CombiGEM-CRISPR建立了篩選文庫，包括23,409個帶條碼的雙引導RNA（gRNA）組合。他們由此鑒定了能夠抑制卵巢癌細胞生長的gRNA組合以及相應的基因對，并通過CRISPR-Cas基因敲除和RNAi基因敲低進行了驗證。研究人員還測試了靶標這些基因對的小分子組合，發現它們的確能對卵巢癌細胞起到協同的抗增殖效果。

　　研究人員認為CombiGEM-CRISPR平臺有著廣泛的應用前進，有助于快速鑒定調節人類疾病表型的基因組合，并將其轉化為有效的藥物組合。領導這項研究的盧冠達(Timothy Lu)博士是MIT生物工程、電子工程及計算機科學系的副教授，這位青年科學家曾被麻省理工的百年期刊《技術評論》評為世界青年科技創新家。

　　近來，盧冠達博士陸續發表了多項CRISPR研究成果。他的研究團隊利用CRISPR-Cas9成功靶標了那些讓細菌耐受抗生素的基因。這項發表在Nature Biotechnology雜志上的研究顯示，CRISPR-Cas9可以讓細菌的耐藥基因和致病基因喪失功能，幫助人們選擇性殺死危害比較大的致病菌。

　　盧冠達博士還在Molecular Cell雜志上發表文章，介紹了一個以CRISPR-Cas9為基礎的基因組靶向技術——CRISPR-Display (CRISP-Disp)。近年來人們逐漸意識到非編碼RNA并不是基因組中的垃圾序列，而是許多基礎生命過程的核心。許多非編碼RNA的具體功能和作用機制目前還鮮為人知。盧冠達博士在文章中詳細闡述了CRISP-Disp技術在非編碼RNA研究領域的應用前景。

　　對腸道微生物進行基因工程改造可以實現各種各樣的應用，比如調節腸道生態環境和治療人類疾病。多形擬桿菌是普遍存在于人類腸道微生物組的一種高豐度共生菌，很適合用來進行這類研究。盧冠達博士的研究團隊利用CRISPR技術開發了可以改造多形擬桿菌的多種遺傳學元件，并在此基礎上成功改造了多形擬桿菌，讓其能夠感知并應答腸道菌群中的刺激。