Nature子刊：光诱导CRISPR/Cas9系统可精细控制基因表达

  发表于国际杂志Nature Chemical Biology上的一篇研究论文中，来自杜克大学的研究人员开发了一种新方法，其可以利用一种特殊的光学开关在任何特殊的位点或者任何模式下实现对基因的激活，这种光学开关在细菌的病毒防御系统中及花对阳光的反应系统中都存在。

  研究者Lauren Polstein教授表示，这种新型技术可以帮助科学家们在任意染色体中挑选任意的基因，利用光对其进行开启或关闭，其对于基因功能研究领域或具有潜在的价值；这种利用光对基因的操作可以快速简单地控制基因的表达或关闭水平；而这种靶向作用特殊基因的新技术正是利用了当前遗传工程技术领域热门系统—CRISPR/Cas9，该系统是细菌用来识别外来入侵病毒并且切割病毒DNA的保护性防御系统，研究人员利用这种系统就可以实现对特殊遗传序列的靶向操作。

  随后研究人员又将研究目光转移到了进化树的另一个分支来使得CRISPR/Cas9系统被光激活，在许多植物中，当光存在的情况下两种蛋白会互相锁住，从而使植物可以感知日长变化从而帮助决定其生物学功能，比如开花等；通过将CRISPR/Cas9系统同上述两种蛋白中的一种基因激活蛋白相吸附，研究小组就可以通过对细胞照蓝光来实现开启或关闭许多不同基因的表达的目的。

  研究者Gersbach说道，光敏感性相互作用的蛋白质往往独立存在于植物中，本文我们所做的就是将这种蛋白同CRISPR/Cas9系统以及激活子相结合从而构建出一种新系统，到时候就可以利用CRISPR来靶向作用特殊的基因，研究者预测这种新型的系统将在光激活基因调节系统领域具有广泛的应用价值。

  利用基于CRISPR/Cas9的新系统，研究人员可以对染色体DNA上的基因活性水平进行精细地调节，从而更清楚地解析该基因在整个染色体中所扮演者的作用；这种光诱导系统同时也可以实现控制干细胞向多种类型组织的分化，研究者希望这种新技术未来可用于组织功能学领域的研究。

  后期研究中研究者希望通过更为深入的研究来利用基于CRISPR/Cas9的光激活系统进行更多的研究，相关研究由国立卫生研究院等机构提供资助。（转化医学网360zhyx.com）

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A light-inducible CRISPR-Cas9 system for control of endogenous gene activation
Nature Chemical Biology doi:10.1038/nchembio.1753
Lauren R Polstein & Charles A Gersbach
Optogenetic systems enable precise spatial and temporal control of cell behavior. We engineered a light-activated CRISPR-Cas9 effector (LACE) system that induces transcription of endogenous genes in the presence of blue light. This was accomplished by fusing the light-inducible heterodimerizing proteins CRY2 and CIB1 to a transactivation domain and the catalytically inactive dCas9, respectively. The versatile LACE system can be easily directed to new DNA sequences for the dynamic regulation of endogenous genes.