Science发布CRISPR技术应用新突破

　　根据发表在《科学》（Science）杂志上的一项新研究，通过采用基因编辑工具CRISPR来构建独特的遗传“条形码”，就可以在活体生物内追踪细胞谱系。

　　

生物通报道  根据发表在《科学》（Science）杂志上的一项新研究，通过采用基因编辑工具CRISPR来构建独特的遗传“条形码”，就可以在活体生物内追踪细胞谱系。

这一技术进展可能加深我们对一系列细胞过程的认识。尽管当前存在几种不同的追踪细胞谱系的方法，每一种均有局限性。例如，研究者们可以利用染料来追踪子细胞的产生，但却无法认识这些后代细胞之间的关系。

领导这一研究的是华盛顿大学基因组科学教授、霍华德休斯医学研究所研究员Jay Shendure博士，及哈佛大学-麻省理工学院Broad研究所的Alexander F. Schier。

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在这里，第一作者Aaron McKenna和同事们开发出了一种叫做GESTALT的谱系追踪方法。这种方法将独特的突变模式引入到了称作为基因组条形码的短遗传序列中。随后利用子细胞中突变条形码的DNA序列来重建细胞谱系关系。

McKenna等在细胞培养物和活体斑马鱼中证实了这一技术的效力。在斑马鱼的胚胎阶段引入条形码，并在成年期分析各种组织，研究人员发现少数的几个胚胎祖细胞生成了构成成体器官的大多数细胞。例如在4月龄的斑马鱼中观察到1,138个基因变异体中只有5个生成了98%以上的血细胞。

作者们指出，在未来的分析中可以利用这一新技术来追踪正常发育中更加复杂的多细胞过程，还可以利用它来鉴别出肿瘤和转移灶的细胞起源。

细菌CRISPR/Cas9系统使得人们能够在许多生物中实现序列特异性的基因编辑，有望成为在人类多能干细胞中建立人类疾病模型的一种强大工具。来自洛克菲勒大学的研究人员报告称，他们利用CRISPR/Cas9成功地有效引入了特异的纯合子和杂合子突变。这一突破性的成果发布在2016年4月27日的Nature杂志上（Nature发布CRISPR/Cas9系统应用新突破 ）。

发现作为性状变异基础的DNA序列差异是现代遗传学研究的一个中心目标。当前联系基因型与表型的主要工具是连锁与关联研究。尽管连锁与关联研究已绘制出了促成表型变异的成千上万的基因组区域，要缩窄这些区域至潜在致病基因及变异则极具挑战性。由加州大学洛杉矶分校的Leonid Kruglyak领导的一个研究小组开发出了一项新技术，利用基因编辑系统CRISPR来快速鉴别基因变异。研究结果有可能显著推动绘制基因及确定它们功能的研究工作。相关论文发布在2016年5月5日的Science杂志上（Science发布CRISPR技术新应用 ）。

2016年3月7日，Nature网站发表了一篇题为“CRISPR: gene editing is just the beginning”的文章，在这一长篇新闻特稿中Nature指出基因编辑只是CRISPR技术应用的一个起点，这一生物工具的真正能力在于探索基因组的运作机制。并为我们介绍了近年发布在Nature、Science、Cell三大顶级期刊及子刊上那些重大的CRISPR技术成果及应用（Nature：CRISPR，基因编辑只是头盘菜）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

"Whole organism lineage tracing by combinatorial and cumulative genome editing," by A. McKenna; G.M. Findlay; M.S. Horwitz; J. Shendure at University of Washington in Seattle, WA; J.A. Gagnon; A.F. Schier at Harvard University in Cambridge, MA; A.F. Schier at The Broad Institute of Harvard and MIT in Cambridge, MA; J. Shendure at Howard Hughes Medical Institute in Seattle, WA.