3月皇牌聚焦：国内外学者直击顶尖技术

　　又是一年春到来，随着三月春风拂来，生命科学领域一片欣欣向荣之态，在这个月里首先吸引住眼球的就是基因组编辑技术的大迈进，另外非公开发表论文的研究突破当属澳洲科学家首次利用核移植技术，复活了八十年代灭绝动物，各色精彩，值得品鉴。

　　首先关于CRISPR/Cas系统新技术，在去年的这个时候，“CRISPR”这个名词还令许多人感到陌生，然而自去年年底到今年年初，有关CRISPR在技术上应用方面的文章就已经突破50篇。这种被称为CRISPR/Cas的系统能利用靶向干扰外源DNA的crRNAs，将调控真核生物和原核生物进程的各类小RNA分子连接在一起，从而创建出更简便更安全的哺乳动物细胞（包括人类细胞）基因组编辑新方法。

　　Science和Nature Biotechnology本月连发了5篇文章，报道了这方面的研究新进展，其中三项研究证实RNA编程Cas9可以在人类细胞中发挥功能。美国哈佛-麻省理工Broad 研究所、哈佛大学医学院和首尔大学的三个独立研究小组，设计出了来自产脓链球菌（Streptococcus pyogenes）的Cas9酶版本，它能在人类细胞核中维持活性。研究人员还设计出了双RNAs或 sgRNAs，它们包含着与人类靶DNA序列互补的20个核苷酸序列。当研究人员在各种人类细胞系中表达这种“人源化” Cas9和导向RNAs时，他们观察到靶DNA发生了预期的改变，介导了双链断裂及随后的修复。这种基因打靶成功率高达38%，只伴随有低水平的Cas9毒性。这种RNA导向Cas9还可有效触发人类细胞中正常基因组位点的靶向性基因置换。

　　此外洛克菲勒大学的研究人员还利用RNA导向的Cas9操纵了完整生物体的基因组。他们证实通过在单细胞中采用不同的几种导向RNA编程Cas9，可在细菌中使用这一系统修改多个位点。麻省总医院的研究人员证实将Cas9编码mRNA和适当的导向RNAs注入到单细胞期胚胎中，在所有测试胚胎中导致了10个位点中的8个发生了高频率(24–59%)的靶向性插入和删除。这些研究结果表明，RNA导向Cas9可能能够用于操纵其他的多细胞生物，包括哺乳动物和植物。该技术另一个最让人感到兴奋的潜在应用是，为生成人类疾病动物模型提供了一种简单的方法。

　　华裔学者齐磊（Lei S. Qi，音译）博士还将这一系统进行了改造，用于基因表达序列特异性调控的平台，研发出了一种基于Cas9的基因调控方法。

　　他们将这个系统称为CRISPR干扰（CRISPRi），指出这一系统能有效抑制大肠杆菌中靶向基因的表达，并且不会出现脱靶效应。而且利用CRISPRi，还可以同时抑制多个靶基因，这种作用也是可逆。研究人员还证明，该系统也适用于哺乳动物细胞中的基因表达抑制。这种RNA导向的DNA识别平台是基因组范围内基因表达选择性抑制的一种简单的新方法。（华裔博士连发Cell，Nature：基因沉默新技术 ）

　　国内学者也在基因组编辑技术上进行了深入探讨，来自北京大学生科院张博教授研究组首次利用TALEN在斑马鱼中成功实现可稳定遗传的基因组定点突变，并在此基础上利用TALEN造成的DNA双链断裂，大大提高了同源重组效率，从而在模式生物斑马鱼中实现了真正意义上的同源重组基因打靶。（专访张博：两篇Nature子刊技术论文开创同源重组新方法）

　　另外关于灭绝动物的复活，吸引了大众的许多关注，来自澳洲的科学家们将已灭绝的胃育溪蛙的DNA插入到上百个大青蛙的卵细胞（本身的DNA已经由UV照射处理）中，几天之后，胃育溪蛙的胚胎在30年后又再一次获得了生命。目前虽然胚胎还尚未发育成蝌蚪，但是研究人员已经证明这些分裂细胞中包含有已灭绝青蛙的DNA。

　　这一成功令其他想克隆各种目前已经灭绝的动物，如猛犸象、渡渡鸟、古巴红金刚鹦鹉以及新西兰的恐鸟等的研究者备受鼓舞。不过这并不是第一次完成的利用冷冻组织克隆已死亡动物。更早的还有2003年9月，巴西的科研人员成功地克隆了一头在事故中死亡的荷兰种奶牛；2008年11月，日本科学家宣布成功地克隆了一只已经冷冻了16年的老鼠。

　　不过这些技术新成果都令人为之鼓舞，无论是基因组编辑的新技术，还是体细胞核移植技术的新进展，也许在未来都将令我们的生活发生翻天覆地的变化。