突破！科學家利用新型基因條形碼技術鑒別出關鍵的癌癥免疫基因

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2018-10-24 16:48:00【大中小】

近日，一項刊登在國際雜志Cell上的研究報告中，來自西奈山醫(yī)院的科學家們通過研究開發(fā)了一種能同時分析成百上千個基因功能的新型技術，該技術的分辨率能達到單細胞水平，其依賴于一種使用新型蛋白質(zhì)的條形碼技術。

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自從21世紀初期首次對人類基因組進行測序后，科學家們揭示了一組超過2萬個蛋白質(zhì)的編碼基因，然而研究人員并不能確定單個基因的功能，如果相關的研究數(shù)據(jù)，我們在理解人類基因組工作機制上將會受到很大限制，這無疑也會影響科學家們預測、預防、治療甚至治療多種人類疾病的進程。2012年和2013年，研究人員建立了一種編輯基因的新方法，那就是CRISPR，研究者能利用這種基因編輯技術來闡明基因的功能，如今CRISPR技術已經(jīng)席卷了整個科學界，但研究者在使用該技術來研究成千上萬個基因的功能上仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)。

這項研究中，研究人員就開發(fā)了一種新技術，其能以一種前所未有的規(guī)模來分析基因組，這或許就能夠解決當前科學家們所面臨的基因組學研究上的挑戰(zhàn)。這種新工具能夠利用名為表位的合成蛋白來貼上條形碼并且追蹤不同的CRISPRs，這種蛋白質(zhì)條形碼被稱為優(yōu)先代碼（pro-code），其能夠使得數(shù)百個CRISPRs一起來敲除大量基因。

當前有很多技術能夠聚合CRISPRs，這些方法在很大程度上依賴于DNA作為條形碼，并且只允許對基因功能進行較低分辨率的研究；而通過這種優(yōu)先代碼技術，研究人員就能夠提供一種新方法來幫助科學家們深入理解基因的功能和生物學效應。文章中，研究人員利用優(yōu)先代碼技術搜尋了免疫系統(tǒng)保護機體抵御癌癥所需要的基因，隨后他們利用CRISPRs來靶向剔除推測的免疫調(diào)節(jié)基因，并將其與優(yōu)先代碼配對，隨后將這種優(yōu)先代碼/CRISPRs (Pro-Code/CRISPR)文庫引入到乳腺癌細胞中，這些腫瘤就會受到識別癌細胞的殺傷性T細胞的攻擊和挑戰(zhàn)，很多癌細胞就會被T細胞快速消滅，但有些癌細胞卻會產(chǎn)生一定的耐受性。

研究者表示，這種優(yōu)先代碼技術能夠幫助確定哪些基因會在耐藥細胞中丟失，以及這些基因在敏感癌細胞中所扮演的未知角色；此外，本文研究中，研究人員還鑒別出了免疫檢查點PD-L1的一種負向調(diào)節(jié)子，PD-L1是臨床上癌癥免疫療法的主要作用靶點。

最后研究者Brian Brown說道，目前在理解人類基因組上我們還有大量工作要做，我們并不清楚大部分基因的工作機制以及其之間的具體關聯(lián)；這種“優(yōu)先代碼”技術或許能夠加速后基因組時代的研究，即對人類基因組進行注釋，相關研究結(jié)果也能夠幫助發(fā)現(xiàn)致病基因，從而促進研究人員開發(fā)新型靶向性療法。

原始出處：

Aleksandra Wroblewska，Maxime Dhainaut，Benjamin Ben-Zvi，et al. Protein Barcodes Enable High-Dimensional Single-Cell CRISPR Screens. Protein Barcodes Enable High-Dimensional Single-Cell CRISPR Screens, Cell (2018). DOI: 10.1016/j.cell.2018.09.022