Cell：新基因條碼技術識別關鍵癌癥免疫基因

西奈山醫學研究院的科學家開發了一項可以同時分析數百種基因功能的新技術，分辨率可達單細胞水平。該技術依賴于以一種新蛋白為基礎的條形碼技術，文章發表在《Cell》雜志。

21世紀初，人類基因組計劃測序了超過20000個蛋白質編碼基因，至今科學家們還沒能表征完所有單個基因的許多功能。人類基因組如何工作，如何使用這些知識預測、預防、治療甚至治愈疾病，這些都仰仗深入的基因功能研究。

2012年和2013年，科學家建立了一種強大的基因編輯新方法（CRISPR）來確定基因功能，從此CRISPR在科學界掀起了一場風暴。然而，使用CRISPR來研究成千上萬個基因及其眾多可能的功能，仍然是不小的挑戰。

為此，西奈山伊坎醫學院的科學家們開發了一款新技術，幫助解決基因組學所面臨的前所未有的大規模基因組分析挑戰。這項研究由博后學者Aleksandra Wroblewska和Maxime Dhainaut帶頭，利用合成蛋白“抗原決定簇（epitopes）”標記和追蹤不同CRISPRs，該技術所采用的蛋白條形碼被稱為Pro碼（Pro-codes），能夠兼容同時使用數百個CRISPRs以敲除大量基因。

現有的集中使用CRISPRs的技術嚴重依賴于DNA條形碼，作為基因功能研究工具分辨率很低。新型Pro碼技術讓科研人員得以更全面地描述單個基因的生物學效應。

研究人員使用Pro碼技術來尋找免疫系統防范癌癥的基因。他們創建CRISPRs靶向刪除可疑的免疫調節基因，并與Pro碼配對，然后將Pro碼/CRISPR文庫導入乳腺癌細胞，用經過工程改造的可以識別癌細胞的殺傷性T細胞挑戰腫瘤細胞，大多數癌細胞被T細胞迅速清除，但也有一些癌細胞負隅頑抗。Pro碼技術幫助研究人員確認抵抗細胞中哪些基因發生了丟失，其中一些基因在癌細胞對免疫系統攻擊敏感性方面具有未知作用。研究人員還發現了免疫檢查點PD-L1的負調控因子，它是癌癥免疫治療的主要臨床靶點。

“要全面了解人類基因組還有很多工作要做，我們仍然不知道大多數基因是做什么的，以及它們如何溝通，”免疫研究所副主任、文章通訊作者、遺傳和基因組科學副教授Brian Brown博士說。“Pro碼技術可以極大地加速后基因組時代的主要目標之一：人類基因組注釋。任何發現將是挖掘新藥靶基因的關鍵，正如它已經給我們提供了新癌癥免疫學知識一般。”