Cell：重磅！科學家開發出基于CRISPR的新技術或有望開發更為安全的基因編輯療法

來源：作者：人氣：-發表時間：2017-07-03 09:04:00【大中小】

日前，一項刊登在國際著名雜志Cell上的一篇研究報告中，來自美國德克薩斯大學（The University of Texas）的研究人員通過研究利用CRISPR開發出了新型的基因編輯療法來治療危及生命的疾病，比如癌癥、HIV和亨廷頓氏癥等。

利用CRISPR開發新型的基因編輯療
圖片來源：Jenna Luecke and David Steadman @ Univ.of Texas at Austin

如今科學家們能夠利用基因魔剪—CRISPR來對幾乎任何有機體的遺傳代碼進行編輯，基于CRISPR的基因編輯技術對人類健康有著巨大的影響，目前已經有一系列利用CRISPR技術對人類細胞進行的試驗正在進行之中，但這種方法似乎并不完美；從理論上來講，基因編輯的工作原理就類似于利用一種自動糾正功能倆修復文檔中重復出現的錯誤，但尋找并且編輯基因的CRISPR蛋白有時候卻會靶向作用錯誤的基因，這樣其就會將拼寫正確的單次修正為拼寫錯誤的單詞，然而對錯誤的基因進行編輯還會產生新的問題，比如促進健康細胞發生癌變。

文章中，研究人員開發了一種新方法，其能夠通過個體的完整基因組來快速檢測CRISPR分子，從而預見除了CRISPR的靶點外其是否還能夠同其它DNA片段相互作用，這種新方法或許就能夠幫助臨床醫生為患者制定個體化的基因療法，同時還能夠保證療法的安全性和有效性。Ilya Finkelstein教授說道，你和我之間或許會出現大約100萬個點的差異，由于這種遺傳多樣性的存在，對人類基因的編輯似乎總是一種需要進行定制化的療法。

研究人員就采用了一種DIY的方法來開發新型設備和軟件，他們利用當前的實驗室技術開發出了名為CHAMP的技術平臺（Chip Hybridized Affinity Mapping Platform，音譯：芯片雜交親和映射平臺），這項檢測的核心就在于其是能夠用于研究和醫學中的新一代標準化的基因測序芯片，其中還有兩個關鍵元件也是開放源，即能夠在顯微鏡下抓住芯片的3-D打印底板和用于分析結果的軟件，因此，其它研究人員就能夠在實驗室中輕松復制出設計CRISPR的技術。

博士后研究者Stephen Jones表示，如果我們將要利用CRISPR技術來改善人類的健康，那么我們或許就需要確保將附帶的損傷降到最低，而基于本文研究我們似乎就能夠做到這一點，同時研究人員還認為，這種方法或許還能夠闡明新技術所產生的不可預測的副作用；新一代的基因組測序技術能夠對機體的基因組進行讀取，但在本文中，研究人員就能夠對這種技術進行改變來使其更好地闡明CRISPR同機體基因組互作的特性。

基于本文研究結果，研究人員就能夠在檢測實際基因組之前預測特定CRISPR分子能夠與哪個DNA片段相互作用，這是因為他們能夠揭開潛在的規則來使得CRISPR分子能夠選擇其八點，比如，研究人員發現，他們所檢測的名為Cascade的CRISPR分子并不會關注每三個字母。當然這聽起來似乎是違反直覺的，但實際上卻是非常有用的，源于細菌天然防御機制的CRISPR往往能夠保護細菌免于病毒的侵害，而該分子也是不斷快速進化的，良好的防御機制往往能夠觀察到病毒遺傳代碼所發生的輕微改變。

清楚相關的規則或能幫助研究人員開發出新型計算機模型來預測特殊CRISPR分子很有可能相互作用的DNA片段，同時也能夠幫助研究人員更好地設計新型個體化基因療法。

參考文獻

Massively Parallel Biophysical Analysis of CRISPR-Cas Complexes on Next Generation Sequencing Chips