生物通報道  能夠精確地編輯細胞的基因組，CRISPR技術成為了近年來最令人興奮的科學進展之一。然而，盡管這一方法具有驚人的潛力，其效率卻極其低下。幸運的是，來自Gladstone研究所和斯坦福大學的科學家們已經找到了一種方法，通過導入幾個關鍵的化合物提高了CRISPR的效率。這一重要研究成果發表在2月5日的《細胞干細胞》（Cell stem cell）雜志上。

Gladstone研究所資深研究員丁勝（Sheng Ding）博士以及斯坦福大學的齊磊（Lei Stanley Qi，音譯）是這篇論文的共同資深作者。丁勝博士是知名的干細胞領域華人科學家，在合成化學、干細胞生物學以及藥物研發技術方面具有很強的科研實力和獨特見解，創造性地開拓了“干細胞化學生物學”這一前沿性新領域（延伸閱讀：知名學者丁勝Cell子刊開發新型轉分化分子雞尾酒 ）。齊磊博士近年來也在CRISPR研究領域取得一系列突破性進展，在Cell、Nature Biotechnology、Nature Methods等雜志上接連發表了多篇研究論文。

論文的第一作者、Gladstone研究所博士后Chen Yu說：“當前，CRISPR技術面對一個權衡問題：盡管這一技術非常精確，但也極其低效。我們通過導入一些小分子來改善了這一情況，在維持技術精確性的同時提高了它的效率。”

CRISPR技術是將一種蛋白質傳送到細胞中，使其在精確的特異位點切割基因組。在刪除缺陷基因后科學家們可以讓細胞的DNA重新融合到一起，或是將新的基因插入到刪除基因的位置中，以好的DNA來替換壞的DNA。

在這篇Cell stem cell文章中，研究人員成功地鑒別出了兩種小分子，它們可以顯著地促進新的遺傳物質插入到細胞DNA中。在他們的研究過程中，科學家們還發現了兩種可抑制插入而促進DNA刪除的化合物，表明這兩個過程在細胞中發揮了競爭作用。

值得注意的是，研究人員在幾個不同的細胞系，包括誘導多能干細胞和組織特異性細胞中均成功地實現了這種基因組操控。這尤其的重要，它表明了這種方法適用于各種細胞類型中來構建疾病模型，并可幫助發現一些新的疾病特異性治療方法。

丁勝博士說，這一研究發現的潛力超出了提高CRISPR的效率。“這項研究第一次證實了，我們可以利用一些小分子來成功地進行基因組工程操控。這賦予了我們更大的能力，使得我們能夠利用一些化合物來調節這一機器以及開啟或關閉它，這對于調控基因組編輯過程具有重要影響。”

（生物通：何嬙）

生物通推薦原文摘要：

Small Molecules Enhance CRISPR Genome Editing in Pluripotent Stem Cells

The bacterial CRISPR-Cas9 system has emerged as an effective tool for sequence-specific gene knockout through non-homologous end joining (NHEJ), but it remains inefficient for precise editing of genome sequences. Here we develop a reporter-based screening approach for high-throughput identification of chemical compounds that can modulate precise genome editing through homology-directed repair (HDR). Using our screening method, we have identified small molecules that can enhance CRISPR-mediated HDR efficiency, 3-fold for large fragment insertions and 9-fold for point mutations. Interestingly, we have also observed that a small molecule that inhibits HDR can enhance frame shift insertion and deletion (indel) mutations mediated by NHEJ. The identified small molecules function robustly in diverse cell types with minimal toxicity. The use of small molecules provides a simple and effective strategy to enhance precise genome engineering applications and facilitates the study of DNA repair mechanisms in mammalian cells.

作者簡介：

丁勝

世界著名的生物學機構美國斯克里普斯研究所化學系博士，目前在Gladstone研究所任資深研究員，是一位年輕有為、非常具有潛力和實力的科學家。多次作為專家擔任美國多個重大基金或項目的評審。丁勝博士具有合成化學、干細胞生物學及藥物研發技術多元的專業背景，并創造性地開拓了“干細胞化學生物學”這一前沿性新領域。
       
丁博士在該學科的成就使得權威雜志The Scientist在2009年度盤點中，兩度垂青這個青年科學家：丁勝博士所創的蛋白誘導ips技術被評為“年度最佳創新技術”，與此同時，丁勝博士也被The Scientist評選為“生命科學年度人物”。