NatureMethods可在体内大规模研究基因互作新方法

　　肿瘤转移是一个复杂的过程，受到多基因的调控，也是实体瘤患者死亡的主要原因之一【1】。目前系统性理解影响肿瘤转移的基因间相互作用仍是一个挑战。相比于Cas9系统，CRISPR-Cas12a（Cpf1）不需要tracrRNA（trans-activating CRISPR RNA），可同时在多位点进行基因编辑【2】，因此在体内利用Cpf1分析基因互作具有潜在的优势。

　　2019年4月8日，耶鲁大学陈斯迪组在Nature Methods杂志上发表文章In vivo profiling of metastatic double knockouts through CRISPR–Cpf1 screens，该研究发明了一种在活体内大规模研究基因相互作用的新方法（MCAP),利用此方法首次实现了体内高通量双基因敲除筛选,并且找到了一系列对癌症转移有直接因果关系的基因间相互作用。

　　MCAP 全称为massively parallel CRISPR–Cpf1/Cas12a crRNA array profiling，即大规模Cpf1/Cas12a crRNA阵列筛选技术。这是一项基于Cpf1/Cas12a酶的技术，研究人员通过设计合成并克隆一个约77万4千条barcode标记的基因双敲除crRNA阵列，分别针对接近12万个不同的双敲除／单敲除／无敲除对照特异性地靶向了325对癌症转移病灶中出现的基因组合。

图： MCAP示意图

　　接下来，研究人员使用慢病毒载体介导的感染，实现了大规模双基因突变筛选并直接应用于癌症转移这个生物学和病理学的重要问题。通过对小鼠肺癌细胞原位瘤和转移灶等一系列样品中整合的crRNA阵列的直接高通量测序，快速制作了大规模crRNA阵列定量图谱。

　　通过对不同的双敲除-单敲除-无敲除对照crRNA阵列的定量分析、同基因对不同crRNA阵列的保守性分析、细胞-原位瘤-转移灶对比分析以及基因间协同作用定量分析，研究人员找到并验证了与肿瘤转移相关的重要的基因相互作用。

　　尽管本工作重点研究肺癌转移，但MCAP这项新技术也可以广泛用于其他细胞类型和其他方面的生物医学研究，抑或其他癌症种类和病例过程相关的基因间相互作用研究。该方法可以显著提高体内双基因敲除筛选的速度，为加速生物医学研发提供新的工具。

　　参考文献

　　1. Lambert, A. W., Pattabiraman, D. R. & Weinberg, R. A. Cell 168, 670–691 (2017).

　　2. Zetsche, B. et al. Nat. Biotechnol. 35, 31–34 (2017).