Science发布CRISPR技术又一突破

　　CRISPR技术自2012年首次作为一种基因组编辑工具登台以来，关于这种技术的论文数量就大幅增加，最好的证明之一就是2015年两位科学家由于在CRISPR基因组编辑技术方面的重要贡献而获得“科学突破奖”，其中一位获奖者：Jennifer Doudna 最近在范德堡大学进行客座演讲，主会场和分会场都挤满了人，从中可以窥见这一技术的火热程度。

　　2015这种技术更是成果不断，不但在衰老研究，癌症研究方法取得了重要成果，而且技术上也突破了一个个难题。

　　而最近来自加州大学圣地亚哥分校的一组研究人员又在这一方面取得了新进展：研究人员利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术研发出了一个新系统，利用这一系统，科学家们可以将一种杂合突变转变成一种纯合突变，也就是等位基因同时发生突变。这在未来也许可以广泛用于基础研究，临床医学和农业等领域。

　　这一研究成果公布在3月20日的Science杂志上。

　　目前不少科学家们已经了解如何用基因编辑技术将只有一个突变基因的生物体转变成有两个突变基因的生物体。在二倍体生物中，如果一个基因变异是正常的而另外一个发生突变（这种情况被称作杂合突变，相反就是纯合突变），那么生物体常常不会显示突变的性状。但是在许多情况下，研究人员希望能分析突变体的表型，如果单独突变一个拷贝就能传播到另外一个，那么就能减少很多实验步骤，节约人力物力。

　　CRISPR源于包含着称作为成簇的规律间隔的短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)DNA片段的微生物免疫系统。许多实验室都利用这一技术取得了新进展，在这项研究中，Valentino M. Gantz领导的研究组研发出了一个新系统，利用这一系统能将一种杂合突变转变成一种纯合突变，令两个拷贝都发生突变。

　　这一系统就是突变链式反应（mutagenic chain reaction，MCR，生物通译），也就是将一种特殊的MCR成分注射到正常野生型的果蝇胚胎中，这一成分包含有目标突变，以及其它元件。然后MCR就能利用最初的突变基因传播突变，令染色体上相应位置的基因也发生突变。

　　研究人员在果蝇中也证实了这一系统的有效性，他们发现97%的情况下，MCR突变能传播给其它基因。这一新技术未来将能在基础科学、医药和农业中有广泛的应用。不过作者也指出这种应用可能也会带来风险，这还需要进一步的探讨。

　　此外近期另外一项值得关注的CRISPR技术进展就是几个研究组开发出了基于CRISPR-Cas9的转录激活系统，可以用光进行控制，该系统包括一对融合蛋白：一个蛋白把灭活Cas9蛋白结合到一个称为CIb1的蛋白，另外一个蛋白将一个转录激活结构域结合到隐花色素2（CRY2）。用蓝光照亮表达这两个蛋白质的细胞和引导性RNA，可使两个蛋白质片段配对，将转录激活结构域拴在DNA上，并激活转录。这一设计为以前这种构成性的合成转录因子引入了一种调控机制。