修改后的CRISPR筛选鉴定了防止疾病的基因

近日，MIT科学家开发了一种新型的CRISPR / Cas9基因编辑系统，应用这种最新的CRISPR / Cas9基因编辑系统，研究人员有对细胞以防止不同疾病的相关基因进行了有效筛选。

该研究对应文章则发表于最新上线的Molecular Cell杂志，名为“Randomized CRISPR-Cas Transcriptional Perturbation Screening Reveals Protective Genes against Alpha-Synuclein Toxicity.”

研究的主要作者，MIT助理教授Timothy Lu博士及其同事在帕金森病（PD）酵母模型中使用CRISPR / Cas9基因编辑系统对可以防止α-突触核蛋白（αSyn）毒性的具体基因进行了鉴定。随后，研究人员在人类帕金森神经元细胞模型中测试了这些基因的人类同源物，发现这些基因确实可以保护人类神经元细胞免受αSyn诱导的细胞死亡。研究人员表示，对这些基因的干预可以作为神经变性疾病基因治疗的一种有效途径。

CRISPR / Cas9基因编辑系统可以用于目的基因的改造，Lu博士团队则设计了一种新的Cas9蛋白，其仍然能够受到gRNA的引导结合至特定的基因组序列上，但这种经过改造的Cas9并不会对靶DNA进行切割，该Cas9会与靶位点结合并激活转录因子。根据具体序列的不同，每个gRNA仅可以靶向识别单个基因或细胞中的多个相同基因，这意味着该技术可用于整个基因组中细胞存活相关基因的随机筛选。

“我们决定采取一种不偏不倚的方法，而不单单针对我们感兴趣的个别基因，我们将在细胞内进行细胞存活相关基因的随机筛选。”文章的作者表示。该团队测试了工程酵母细胞中αSyn过度产生的具体途径，αSyn则是经常于帕金森患者脑中聚集的蛋白质，对酵母细胞也存在一定毒性。

就保护酵母细胞免受αSyn毒性而言，CRISPR / Cas9筛选系统优于先前针对任何单一基因的过表达筛选。进一步的研究显示，由gRNA启动的一些基因也会表达一些对蛋白质折叠起到辅助作用的伴侣蛋白，研究人员认为这一过程可能有助于确保αSyn蛋白的正确折叠以防止团块形成进而预防相关疾病。

当团队接下来在帕金森病体外神经元模型中对这些基因的人类同源物进行测试时，他们发现这些神经元细胞同样能够受到保护免受αSyn引起的相关死亡。

MIT科学家的后续研究旨在阐明gRNA是否直与每个具体基因结合，或者是否是通过激活其他基因的转录进而对目的基因进行调控。 基于这些研究设计开发新的神经保护策略或设计具有αSyn抗性神经元细胞，帮助预防早期帕金森病乃至其他老化相关疾病。

（转化医学网360zhyx.com）