生物通報道：復(fù)雜的生物學現(xiàn)象受到不同基因的協(xié)調(diào)控制。在人類細胞中系統(tǒng)地鑒定這些基因組合是非常麻煩的，亟需一種可擴展的多重篩選技術(shù)。

美國麻省理工的研究人員最近在美國國家科學院院刊PNAS雜志上發(fā)布了多重條碼的CRISPR-Cas9篩選平臺。該平臺結(jié)合了CRISPR-Cas9和CombiGEM技術(shù)，能夠在人類細胞中對帶條碼的基因擾動組合進行大規(guī)模平行篩選。

CRISPR-Cas9原本是細菌在漫長的進化史中演化出的重要防御機制。規(guī)律成簇的間隔短回文重復(fù)CRISPR與內(nèi)切酶Cas9的組合，可以在引導(dǎo)RNA的指引下，靶標并切割入侵者的遺傳物質(zhì)。 CRISPR-Cas系統(tǒng)不僅操作簡便，還有著很強的可擴展性，快速滲透到了生物學研究的各個領(lǐng)域。

研究人員用CombiGEM-CRISPR建立了篩選文庫，包括23,409個帶條碼的雙引導(dǎo)RNA（gRNA）組合。他們由此鑒定了能夠抑制卵巢癌細胞生長的gRNA組合以及相應(yīng)的基因?qū)Γ�并通過CRISPR-Cas基因敲除和RNAi基因敲低進行了驗證。研究人員還測試了靶標這些基因?qū)Φ男》肿咏M合，發(fā)現(xiàn)它們的確能對卵巢癌細胞起到協(xié)同的抗增殖效果。

研究人員認為CombiGEM-CRISPR平臺有著廣泛的應(yīng)用前進，有助于快速鑒定調(diào)節(jié)人類疾病表型的基因組合，并將其轉(zhuǎn)化為有效的藥物組合。領(lǐng)導(dǎo)這項研究的盧冠達(Timothy Lu)博士是MIT生物工程、電子工程及計算機科學系的副教授，這位青年科學家曾被麻省理工的百年期刊《技術(shù)評論》評為世界青年科技創(chuàng)新家。

近來，盧冠達博士陸續(xù)發(fā)表了多項CRISPR研究成果。他的研究團隊利用CRISPR-Cas9成功靶標了那些讓細菌耐受抗生素的基因。這項發(fā)表在Nature Biotechnology雜志上的研究顯示，CRISPR-Cas9可以讓細菌的耐藥基因和致病基因喪失功能，幫助人們選擇性殺死危害比較大的致病菌。（更多信息請參見：盧冠達博士Nature子刊開發(fā)CRISPR系統(tǒng)新功用）

盧冠達博士還在Molecular Cell雜志上發(fā)表文章，介紹了一個以CRISPR-Cas9為基礎(chǔ)的基因組靶向技術(shù)——CRISPR-Display (CRISP-Disp)。近年來人們逐漸意識到非編碼RNA并不是基因組中的垃圾序列，而是許多基礎(chǔ)生命過程的核心。許多非編碼RNA的具體功能和作用機制目前還鮮為人知。盧冠達博士在文章中詳細闡述了CRISP-Disp技術(shù)在非編碼RNA研究領(lǐng)域的應(yīng)用前景。（更多信息請參見：盧冠達博士：用CRISPR揭示非編碼RNA的秘密）

對腸道微生物進行基因工程改造可以實現(xiàn)各種各樣的應(yīng)用，比如調(diào)節(jié)腸道生態(tài)環(huán)境和治療人類疾病。多形擬桿菌是普遍存在于人類腸道微生物組的一種高豐度共生菌，很適合用來進行這類研究。盧冠達博士的研究團隊利用CRISPR技術(shù)開發(fā)了可以改造多形擬桿菌的多種遺傳學元件，并在此基礎(chǔ)上成功改造了多形擬桿菌，讓其能夠感知并應(yīng)答腸道菌群中的刺激。（更多信息請參見：CRISPR華人學者Cell子刊發(fā)表CRISPR重要成果）

生物通編輯：葉予

生物通推薦原文：Multiplexed barcoded CRISPR-Cas9 screening enabled by CombiGEM