Genetics：嵌套CRISPR利用長片段進行高效的基因組編輯

　　CRISPR是一種通過高精度基因組編輯引發生物醫學研究變革的技術。然而，即使它允許相對容易地產生或校正由單個或幾個核苷酸組成的突變，在對基因組中較大DNA片段進行編輯時，它仍然存在著限制。比如，將產生熒光蛋白（比如廣泛使用的綠色熒光蛋白）的基因插入到基因組中具有較低的效率，而且涉及復雜的克隆步驟。

　　在一項新的研究中，西班牙Bellvitge生物醫學研究所（IDIBELL）的Julián Cerón博士及其團隊使用秀麗隱桿線蟲來優化這種技術，從而開發出一種稱為嵌套CRISPR（nested CRISPR）的方法。這種非克隆方法涉及分兩步插入長DNA片段。在第一步中，將這個長片段DNA的一小部分（小于200個堿基）插入到基因組中。在第二步中，這一小部分DNA片段隨后起著“巢穴”或“著陸墊（landing pad）”的作用，用于高效地插入較長的DNA片段（大約1000個堿基）。相關研究結果于2019年1月31日在線發表在Genetics期刊上，論文標題為“Efficient Generation of Endogenous Fluorescent Reporters by Nested CRISPR in Caenorhabditis elegans”。

　　這項研究引起了前所未有的興趣。具有短生命周期的模式生物（比如秀麗隱桿線蟲）使得科學家們能夠探究CRISPR的可能性和局限性。論文第一作者Jeremy Vicencio與博士后研究員Carmen Martínez和Xènia Serrat一起，在秀麗隱桿線蟲生殖細胞中進行了數百次顯微注射并開展了上千次基因分型，從而可靠地和令人信服地證實了嵌套CRISPR的效率。

　　嵌套CRISPR利用商業上的寡核苷酸進行第一步的DNA修復，并利用通用PCR產物進行第二步。這使得用熒光蛋白標記數百個基因成為可能，從而有利于開展大規模實驗。此外，鑒于嵌套CRISPR是模塊化的，因此人們也可將其他感興趣的目標肽或蛋白與這些熒光蛋白一起進行整合。比如，Cerón團隊目前正致力于利用以一種可控方式遭受降解的肽對這些熒光蛋白進行標記。

　　最后，Cerón團隊打算利用嵌套CRISPR將秀麗隱桿線蟲中的基因用人體中的同源基因加以替代。這將促使使用這種小型的線蟲作為一種多細胞模型來研究與疾病相關的人體基因突變的影響。這一系統在個性化醫療領域具有重要意義，這是因為它能夠快速有效地提供關于一種基因突變或基因組變異（稱為多態性）的致病性的預后