Science發表CRISPR基因組編輯重要成果

　　利用兩種互補的分析方法，Whitehead研究所和麻省理工學院-哈佛大學Broad研究所的科學家們，第一次在人類基因組中鑒別出了人類細胞系或培養人類細胞生存及增殖必需的基因宇宙。

　　他們的研究結果和在該研究中開發出的材料，不僅為全球科研團體提供了寶貴的資源，還可應用于發現各種人類癌癥藥物可靶向的遺傳弱點。

　　科學家們早就知道酵母一類微生物中的必需基因。酵母的基因組較小且更易 于操控。大多數常見酵母菌株都是單倍體，這意味著基因以單拷貝存在，使得研究人員敲除個別基因及評估對酵母的影響變得容易。然而，由于包括人類在內的哺乳 動物基因組更為復雜，一直抗拒這樣的基因敲除技術，其中包括RNA干擾——脫靶效應和不完全的基因沉默阻礙了它。

　　現在，通過利用突破性的CRISPR基因組編輯系統，Whitehead研究所成員 David Sabatini和Broad研究所主任Eric Lander實驗室的研究人員成功建立了一個全基因組單導向(sgRNAs)文庫來篩查和鑒別細胞活力必需的基因。這一sgRNA文庫靶向了差不多 18,000個基因，其中近10%被證實是必不可少的。這些研究結果在線發布在本周的《科學》（Science）雜志上。

　　論文的第一作者、Sabatini和Lander實驗室研究生Tim Wang說：“這是第一次研究報道人類細胞必需基因。解答了人們長期以來一直在詢問的一個問題。”

　　Wang說，正如預期的那樣，許多必需基因與基本生物學過程，包括DNA復制、RNA轉錄和信使RNA翻譯有關。但在這些必需基因中有近300個基因從前未確定特征，主要定位在核仁中，與RNA加工有關。這些基因的確切功能是將來研究調查的主題。

　　為了驗證CRISPR篩查的結果，研究小組進一步在一個獨特的單倍體人類細胞系中篩查了必需基因。通過在單倍體細胞中利用一種叫做基因捕獲誘變 （gene-trap mutagenesis）的方法，將之與CRISPR結果進行比較，研究人員發現確定的必需基因顯著一致重疊。最后，該研究小組在源自兩種癌癥慢性髓性白 血病(CML)和Burkitt淋巴瘤的細胞系中測試了他們的方法。就CML來說，新方法不僅確定了一些已知基因的必要性，發現了BCR和ABL1基因 （BCR和ABL1易位是成功藥物格列衛（Gleevec）的靶點），也揭示出了有可能成為這些癌癥治療靶點的其他基因。

　　Lander說：“能夠在高度復雜的人類系統中瞄準必需基因，將為我們提供一些新見解：癌癥一類的疾病是如何繼續抵抗打敗它們的努力的。”

　　Wang、Lander和Sabatini均對他們研究工作的潛在應用抱著極大的熱情，它應該會加速鑒別癌癥藥物靶點，同時增進我們對藥物耐藥進化的理解。研究人員將這一巨大的潛力歸因于CRISPR給人類遺傳學帶來的嚴謹性（延伸閱讀：Science發布CRISPR基因編輯重大成果 ）。

　　Sabatini說：“這是我們我們第一次能夠可靠地、準確地、系統地在哺乳動物細胞中研究遺傳學。”