NBT:基因编辑超级大牛George Church开发新型CRISPR编辑方法

George Church，哈佛医学院遗传学教授，多个生物医学领域的变革者，包括基因组测序、合成生物学以及基因组工程等，被业内誉为“遗传学泰斗”、“全才科学家”。

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他领导个人基因组项目，让公众参与进来分享基因组和健康数据；他用DNA编码数据，记录了活细胞中的事件；他将基因组读写技术结合起来，对细菌基因组进行迄今最大规模的重写；他与张锋首先将CRISPR技术应用于哺乳动物细胞；他还率先将CRISPR技术用于器官移植、逆转衰老和基因驱动等。

CRISPR基因编辑已经应用于包含人类，小鼠，酵母，水稻等各个物种中，取得了空前的成功。就在2018年5月21日，George Church研究组在Nature Biotechnology在线发表题为：High-throughput creation and functional profiling of DNA sequence variant libraries using CRISPR–Cas9 in yeast的研究论文，该论文介绍了一种基于Cas9的方法，用于在酵母中产生具有80-100％效率的定义的遗传改变（缺失，取代和插入）的突变体库，以及追踪它们的整体的方法。该方法可以进一步应用于定向进化，代谢工程和非编码元件的功能性检测。这对于临床应用，具有非常大的前景。

大型遗传变异文库的构建和表征对于理解基因组功能至关重要，但仍然具有挑战性。在这里，哈佛医学院Church等研究组介绍了一种基于Cas9的方法，用于在酵母中产生具有80-100％效率的定义的遗传改变（缺失，取代和插入）的突变体库，以及追踪它们的整体的方法。

Church研究组证明了该方法的实用性，通过表征DNA解旋酶SGS1，其具有跨越蛋白质长度的小缺失突变体和针对蛋白质中高度保守残基的一系列点突变。此外，还创建了一个全基因组文库，针对分布在整个酵母基因组中的315个性能不佳的小开放阅读框（smORFs，长度<100个氨基酸），并评估了哪些对于在各种环境条件下生长至关重要。Church等研究组的策略允许以高通量的方式精确地研究基础生物学问题。

尽管Church研究组专注于将该技术用于在酵母中编码元件的高通量表征，但是设想了广泛的附加应用，例如定向进化，代谢工程和非编码元件的功能性检测。 此外，考虑到大多数临床相关突变是点突变，并且鉴于酵母和人之间的高度基因保守性，Church等研究组的文章提供了一种简单的方法来设计和测试数百种目前未表征的单核苷酸多态性的强大功能。这对于临床应用，具有非常大的前景。

此外，Nature Biotechnology杂志近期连续推出了4篇CRISPR技术的进一步升级应用，同时也进一步拓宽了CRISPR技术应用范围，尤其是为临床的应用做了非常好的铺垫。

这4篇文章分别是：美国伊利诺伊大学赵惠民研究组的：Genome-scale engineering of Saccharomyces cerevisiae with single-nucleotide precision研究论文，该论文开发了一种CRISPR-Cas9和同源定向修复（HDR）辅助基因组尺度工程（CHAnGE）方法，该方法可以在酵母中快速产生数以万计的特定遗传变异。

美国斯坦福大学Lars M Steinmetz等的Multiplexed precision genome editing with trackable genomic barcodes in yeast的研究论文，该论文在酵母开发可追踪基因组条形码的多重精确基因组编辑技术，该技术将广泛用于揭示酵母表型的遗传基础。

韩国首尔国立大学 Jin-Soo Kim研究组的Adenine base editing in mouse embryos and an adult mouse model of Duchenne muscular dystrophy研究论文，该论文在小鼠胚胎中进行腺嘌呤碱基编辑及纠正杜兴氏肌营养不良症的成年小鼠，这是临床应用的前奏，具有非常大的应用价值。

上海科技大学陈佳研究组及黄行许研究组及上海生科院杨力研究组的Base editing with a Cpf1–cytidine deaminase fusion研究论文，该论文开发了一系列基于CRISPR-Cpf1的碱基编辑工具，它们能够以非常低的indel形式和非C-to-T替换进行有针对性的碱基编辑，并且可以在富含A / T的区域进行编辑。

（转化医学网360zhyx.com）