由加州大學洛杉磯分校的Leonid Kruglyak領導的一個研究小組開發(fā)出了一項新技術，利用基因編輯系統(tǒng)CRISPR來快速鑒別基因變異。研究結果有可能顯著推動繪制基因及確定它們功能的研究工作。相關論文發(fā)布在5月5日的《科學》（Science）雜志上。

發(fā)現(xiàn)作為性狀變異基礎的DNA序列差異是現(xiàn)代遺傳學研究的一個中心目標。當前聯(lián)系基因型與表型的主要工具是連鎖與關聯(lián)研究。盡管連鎖與關聯(lián)研究已繪制出了促成表型變異的成千上萬的基因組區(qū)域，要縮窄這些區(qū)域至潛在致病基因及變異則極具挑戰(zhàn)性。

傳統(tǒng)上，發(fā)現(xiàn)基因變異一直局限于在低分辨率的自然發(fā)生減數分裂重組率下開展研究工作，在減數分裂重組時細胞經過兩次分裂生成生殖細胞，遺傳物質被“重新洗牌”。通常，由于減數分裂重組率過低而無法解析單個基因的繪圖區(qū)域，更不要說基因內的特異變異。

影響體細胞的有絲分裂重組可以讓我們更詳細地了解基因功能和變異，因為它有時候會導致形成具有一套基因（而非兩套基因）的重組染色體。這會使得一些基因喪失它們的功能，提供它們所起關鍵作用的一些重要見解。然而，有絲分裂重組是一種稀有事件。

在這篇Science文章中Kruglyak和合著作者們指出，數十年來盡管繪圖研究已揭示出許多性狀的基因位點，但鑒別潛在基因和變異卻一直滯后。他們開發(fā)出了一種新型的CRISPR輔助的繪圖方法，有望消除這一缺口。他們的方法利用了CRISPR來生成密集覆蓋任意大小目的區(qū)域的定向重組事件。

研究人員首先生成了CRISPR引導的、跨越一條酵母染色體臂的雜合性丟失（LOH）事件，利用生成的酵母菌株來繪制性狀變異。他們隨后讓一個QTL間區(qū)充滿重組事件快速鑒別出了在實驗室釀酒酵母菌株中對錳（manganese）敏感性負責的一個因果關系的多態(tài)性。

研究人員通過CRISPR輔助直接操控抗性等位基因進入到一個敏感的酵母菌株中證實了這一多態(tài)性的因果作用。相比以往的策略，新方法生成了更高密度的重組事件，很容易可以靶向基因組的任何區(qū)域，其不需要額外費時地生成雜交系統(tǒng)來提高重組頻率。

近期一些研究小組在CRISPR技術應用方面也取得了引人矚目的突破性成果。2015年7月一個韓國科學小組利用CRISPR RNA引導的工程核酸酶（RGENs）修復了兩個頻發(fā)的大的染色體倒位——它們導致了近一半的重癥血友病A病例。這是第一次證實可以用RGENs或其他的可編程核酸酶在患者iPSCs中糾正染色體倒位和其他大型的染色體重排。

在2015年3月《PNAS》發(fā)表的一項研究中，來自美國麻省大學醫(yī)學院和中佛羅里達大學的研究人員，利用來自三種細菌直系同源物的催化失活Cas核酸內切酶（dCas9），設計了一種基于CRISPR的多色熒光標記系統(tǒng)，可特定而有區(qū)別地同時標記不同對的染色體位點。每對dCas9-熒光蛋白和同源單導向RNAs（sgRNAs），可有效地標記人活細胞內的幾個靶位點。從而可讓我們評估活細胞中位點之間的距離。

2015年2月，德國馬克斯普朗克分子遺傳學研究所的研究人員在《Cell Reports》發(fā)表一項研究成果，他們創(chuàng)新性地使用CRISPR/Cas技術，在小鼠中快速而有效地產生基因組結構變異（SVs）。