Nature發布CRISPR／Cas9系統應用新突破

　　來自洛克菲勒大學的研究人員報告稱，他們利用CRISPR/Cas9成功地有效引入了特異的純合子和雜合子突變。這一突破性的成果發布在4月27日的《自然》（Nature）雜志上。

　　細菌CRISPR/Cas9系統使得人們能夠在許多生物中實現序列特異性的基因編輯，有望成為在人類多能干細胞中建立人類疾病模型的一種強大工具。CRISPR/Cas9能夠以高效率引入靶向DNA雙鏈斷裂(DSBs)，然而通常由非同源末端連接（NHEJ)介導的修復過程會導致非特異性的插入、缺失或其他突變(indels)。

　　DSBs也可以通過同源指導修復(HDR)利用DNA修復模板，如導入的單鏈寡核苷酸(ssODN)來進行修復，由此敲入特異的突變。盡管當前CRISPR/Cas9被廣泛用于借助NHEJ來操控基因敲除，通過HDR實現基因編輯仍然低效，并可遭到其他indels的破壞，阻礙了它通過引入基因相關突變廣泛用于建立遺傳疾病模型。此外，迄今為止尚未有人報道成功地在單等位基因處實現靶向突變敲入來構建出雜合子突變引起的疾病。

　　在這篇Nature文章中，洛克菲勒大學的Marc Tessier-Lavigne和同事們描述了一種基于CRISPR/Cas9的基因組編輯框架，它使得能夠以高效率及精度選擇性引入單等位基因和雙等位基因序列改變。研究人員證實，通過整合一些阻斷CRISPR/Cas沉默突變及致病突變可以顯著提高HDR的精度，并建立了一種叫做“CORRECT”的方法來實現無痕基因組編輯。

　　通過確定一個突變的摻入率以及它與DSB距離之間固定不變的逆相關關系的特征并利用它，研究人員實現了可預測地控制純合性。引入純合子突變要求向導RNA靶向目的突變附近，而引入雜合子突變則可通過距離依賴性的次優突變摻入，或利用混合修復模板來實現。

　　利用這種方法，他們構建出了具有雜合子和純合子顯性早發阿爾茨海默病致病APPSwe和presenilin 1 (PSEN1M146V)突變的人類誘導多能干細胞及衍生的大腦皮層神經元，這些細胞顯示出基因型依賴性的疾病相關表型。

　　新研究實現了利用CRISPR/Cas9有效地引入特異性的序列改變，這一突破性的成果將推動人類的疾病研究。

　　從2013年以來CRISPR/Cas9技術持續火爆，方便快捷的方式迅速風靡科研界，不論是醫學研究，農學研究，微生物研究，都對其投入巨大精力。

　　大多數的人類遺傳病都是由點突變——DNA序列中單個的堿基錯誤所引起。然而，當前的基因組編輯方法卻無法高效地糾正細胞內的這些突變，還往往會導致隨機核苷酸插入或缺失(indels)一類的副作用。近日哈佛大學的研究人員改造CRISPR/Cas9技術解決了這些問題，構建出了一種新型的“堿基編輯器”，其能夠在人類和小鼠細胞系中以低出錯率永久及高效地將胞嘧啶(C)轉換為尿嘧啶(U)堿基。他們的成果發布在2016年4月20日的Nature雜志上（三篇Nature文章：CRISPR研究重大進展 ）。

　　2016年4月，中國的研究人員報告稱，他們編輯了人類胚胎的一些基因試圖使得它們能夠抵抗HIV感染。研究人員對不能存活的胚胎使用了CRISPR/Cas9編輯工具，三天后這些胚胎被毀掉。這是目前第二篇發布聲明對人類胚胎進行基因編輯的研究論文（Nature：中國科學家再爆CRISPR編輯人類胚胎 ）。

　　基因編輯工具CRISPR-Cas9現在可作為一種靈活、易使用的方法，靶向及追蹤活細胞中RNA的活動。發布在2016年3月17日Cell雜志上的這一新方法，有可能最終可用于研究廣泛的疾病相關RNA過程，及操控基因轉錄進行疾病建模（Cell重要突破：首次利用CRISPR技術追蹤RNA ）。