自以來，研究人員常用一種叫做CRISPR的強大“基因組編輯”技術(shù)對生物的DNA序列進行修剪、切斷、替換或添加。最近，美國約翰?霍普金斯大學醫(yī)學院的科學家證明，這一系統(tǒng)還能精確有效地改變?nèi)祟惖母杉毎�。研究人員指出，這一發(fā)現(xiàn)簡化了對誘導多能干細胞（iPSCs）的修改和定制，有望更快在治療上取得成果，開發(fā)出用于疾病研究和藥物測試的模型系統(tǒng)。相關(guān)論文在線發(fā)表于最近的《分子治療》上。
CRISPR來自微生物的免疫系統(tǒng)，這種工程編輯系統(tǒng)利用一種酶，能把一段作為引導工具的小RNA切入DNA，就能在此處切斷或做其他改變。以往研究表明，通過這些介入，CRISPR能使基因組更有效地產(chǎn)生變化或突變，效率比TALEN（轉(zhuǎn)錄激活因子類感受器核酸酶）等其他基因編輯技術(shù)更高。但最近研究發(fā)現(xiàn)，雖然CRISPR有許多優(yōu)點，在人類癌細胞系列中，它也可能產(chǎn)生大量“誤傷目標”，尤其是對不希望改變的基因做修改。
據(jù)物理學家組織網(wǎng)1月6日（北京時間）報道，為了研究這種副作用在人類其他細胞中是否也存在，研究小組用CRISPR和TALEN兩種系統(tǒng)在人類的iPSCs中進行實驗，讓它們在iPSCs中切下已知的基因片段，或切掉后再換上其他的。
他們用JAK2、SERPINA1和AAVS1基因作為模型，JAK2基因變異會導致骨髓紊亂，真性紅細胞增多癥；SERPINA1基因變異會導致alpha1-抗胰蛋白酶缺乏，這是一種遺傳性紊亂，會造成肺和肝臟疾病；而AAVS1最近發(fā)現(xiàn)是人類基因組中的“安全港”，可以插入外來基因。
通過比較發(fā)現(xiàn)，在這三個基因系統(tǒng)中，如果只是簡單地切掉部分基因，CRISPR系統(tǒng)明顯比TALEN更有效，產(chǎn)生的剪切是后者的100倍；而在做基因替代操作時，如替代JAK2和SERPINA1中的致病變異，CRISPR和TALEN的效率相當。
研究人員還指出，與人類癌細胞系研究不同的是，無論CRISPR還是TALEN，在人類iPSCs中同樣都有著目標特異性，即只瞄準那些為它們設(shè)定的目標基因。他們還發(fā)現(xiàn)，CRISPR系統(tǒng)比TALEN更有優(yōu)勢：CRISPR可以設(shè)計成只瞄準病人體內(nèi)含有變異的基因，而不影響健康基因，即只影響某個基因的一個副本。這些成果與以往的干細胞研究成果結(jié)合，使CRISPR成為一種有用的人類iPSCs基因剪輯工具，其偏離目標的風險更小。
約翰?霍普金斯大學醫(yī)學院導師葉朝輝（音譯）說，他們的研究詳細說明了如何將CRISPR技術(shù)用于人類iPSCs，展現(xiàn)了該技術(shù)在這類細胞中的潛力�！案杉毎夹g(shù)正在迅速發(fā)展。我們認為，將iPSCs用于人類治療的日子已經(jīng)不遠�！�
總編輯圈點
TALEN技術(shù)是目前商業(yè)化最成功的技術(shù)，但將單個的TALEN模塊進行組裝需要大量的分子克隆和測序操作，十分繁瑣。CRISPR技術(shù)則擺脫了合成并組裝具有特異性DNA識別能力蛋白模塊的繁瑣操作，其工作量大大減少，為構(gòu)建更高效的基因定點修飾技術(shù)提供了全新的平臺。這兩種技術(shù)應(yīng)用于生物醫(yī)學領(lǐng)域的歷史都不長，但近年來發(fā)展卻無比迅速。等到哪一天，這些技術(shù)編輯基因就如同編輯修改稿件一樣自如的時候，就好了。
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