学者发现CRISPR重要成果

为了和病毒或入侵核酸进行斗争，细菌采用了多种防御机制。以CRISPR序列为核心的适应性核酸免疫系统就是其中之一。在CRISPR和CRISPR相关蛋白的帮助下，细菌可以在小RNA分子的引导下，靶标和沉默入侵者的遗传信息。近年来，CRISPR系统已经成为了炙手可热的基因编辑工具，掀起了一股全球性的基因组编辑热潮。

日前，科学家们开发了一种CRISPR支架RNA（scRNA）。scRNA编码了靶位点和调控功能，能同时实现对不同基因的激活和抑制。真核生物的细胞有着复杂的转录程序，特异性的调控复合体通过不同途径调节着基因组的不同位点。研究人员根据这一原则，以 CRISPR为基础设计了适用于酵母和人类细胞的人工转录程序。

CRISPR/Cas体系包括一个称为Cas9的DNA剪切酶，和一段与目标DN段匹配的引导性短RNA（gRNA）。研究人员拓展了CRISPR的引导RNA，在上面加入了效应蛋白的招募位点，建立了既编码靶位点又编码调控活性的支架RNA（scaffold RNA，scRNA）。这种支架RNA可以用来设计多基因转录程序，在激活一些基因的同时抑制另一些基因。研究人员用这种方法，成功在酵母中重新定向了一个复杂的代谢通路。研究显示，scRNA在哺乳动物和酵母细胞中均能有效发挥功能。此外，诱导dCas9蛋白的表达可以控制转录程序的执行，成为整个体系的一个主要控制点。

这项研究为设计基因表达程序的研究者们提供了一个有力工具，该技术有着非常广泛的应用，比如改写细胞命运或者设计代谢通路。多基因的组合性控制可以帮助人们灵活操纵细胞中的通路。