CRISPR新突破 实现简单的多重基因编辑

CRISPR是规律成簇的间隔短回文重复（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）的缩写。CRISPR与内切酶Cas9是一对好基友，细菌依靠它们组成的防御系统对抗外来侵略者。CRISPR-Cas9能够在引导RNA的指引下，靶标并切割入侵者的遗传物质。2012年研究者们利用这一特点，将CRISPR系统发展成了强大的基因组编辑工具。该系统使用简单而且扩展性强，很快便成为了生物学领域最耀眼的明星。

2015年人们发现，CRISPR还有一个好朋友——Cpf1。CRISPR-Cpf1也能在crRNA的引导下在人类细胞中剪切目标DNA，被称为是新一代的CRISPR基因组编辑系统。Broad研究所和Wageningen大学的研究人员在CRISPR–Cpf1的基础上打造了一个多重化基因编辑系统。这一重要成果于十二月六日发表在Nature Biotechnology杂志上，文章通讯作者是CRISPR技术先驱张锋（Feng Zhang）和Wageningen大学的John van der Oost。

过去用Cas9靶标多个基因组位点需要构建多个或者很大的表达载体，使这种基因组编辑技术受到一定的局限。研究人员发现，Cpf1能够加工自己的CRISPR RNA （crRNA）。而且Cpf1介导的pre-crRNA加工是独立于DNA剪切的。这种能力可以用来简化多重基因组编辑。他们在此基础上设计CRISPR阵列，用一个载体同时在哺乳动物细胞编辑了四个基因，在小鼠大脑编辑了三个基因。

张锋博士是麻省理工学院脑与认知科学助理教授、McGovern 脑研究所和Broad研究所核心成员，曾荣获美国生物医学大奖：瓦利基金青年研究家奖。去年年底，张锋的研究团队对化脓链球菌的Cas9进行了3个氨基酸的改造，建立了革命性的CRISPR-Cas9基因编辑系统，大大减少了“脱靶”编辑错误。这一完善的技术解决了使用基因组编辑时面对的一个主要技术问题。（更多详细信息参见：张锋Science重大突破：攻克CRISPR-Cas9基因组编辑的主要障碍）

今年六月，张锋团队在Science杂志上发布了一个靶向RNA的新型CRISPR系统。这种新方法有潜力开辟一条强大的细胞操控途径。DNA编辑会造成细胞基因组永久性的改变，而CRISPR RNA靶向方法可以进行暂时的上调或下调，比现有的RNA干扰技术更具特异性，功能也更像大。（更多详细信息参见：张锋Science文章：靶向RNA的新型CRISPR系统）

张锋还与Aviv Regev合作开发了一种新测序技术——Div-Seq。在成体大脑中，新生神经元是相当罕见的。Div-Seq可以通过单核RNA测序揭示这些罕见神经元的动态。这一重要研究成果于七月二十八日发表在Science杂志上。

（转化医学网360zhyx.com）