在去年的這個(gè)時(shí)候，“CRISPR”這個(gè)名詞還令許多人感到陌生，然而自去年年底到今年年初，有關(guān)CRISPR在技術(shù)上應(yīng)用方面的文章就已經(jīng)突破50篇。這種被稱(chēng)為CRISPR/Cas的系統(tǒng)能利用靶向干擾外源DNA的crRNAs，將調(diào)控真核生物和原核生物進(jìn)程的各類(lèi)小RNA分子連接在一起，從而創(chuàng)建出更簡(jiǎn)便更安全的哺乳動(dòng)物細(xì)胞（包括人類(lèi)細(xì)胞）基因組編輯新方法。

目前已有不少研究人員聚焦于這一技術(shù)領(lǐng)域，來(lái)自加州大學(xué)舊金山分校的齊磊（Lei S. Qi，音譯）博士就是其中之一，其所在研究組接連發(fā)表了Cell，Nature Biotechnology，Nature Methods文章（Cell論文目前可免費(fèi)獲?。?，介紹了這一方面的研究進(jìn)展。

CRISPR也就是Clustered regularly interspaced short palindromic repeats（規(guī)律成簇間隔短回文重復(fù)），這是一類(lèi)廣泛分布于細(xì)菌和古菌基因組中的重復(fù)結(jié)構(gòu)。研究表明，CRISPR與一系列相關(guān)蛋白、前導(dǎo)序列一起，能為原核生物提供對(duì)抗噬菌體等外源基因的獲得性免疫能力。

這種結(jié)構(gòu)的作用機(jī)理可能與真核生物的RNA干擾過(guò)程類(lèi)似，此前來(lái)自麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)就利用產(chǎn)膿鏈球菌和嗜熱鏈球菌中的CRISPR酶和RNA，在小鼠和人類(lèi)細(xì)胞的DNA中進(jìn)行了插入，切割，修復(fù)，和編輯。

在題為“Repurposing CRISPR as an RNA-Guided Platform for Sequence-Specific Control of Gene Expression”的文章中，研究人員將CRISPR用于基因表達(dá)序列特異性調(diào)控的平臺(tái)，研發(fā)出了一種基于Cas9的基因調(diào)控方法。

在全基因組范圍內(nèi)靶向基因調(diào)控是一種重要的合成生物學(xué)方法，研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)缺失核酸內(nèi)切酶活性的Cas9與一種導(dǎo)向RNA共表達(dá)時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生一種DNA識(shí)別復(fù)合物，這種復(fù)合物能特異性干擾轉(zhuǎn)錄延伸，RNA聚合酶結(jié)合，或轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合。

研究人員將這個(gè)系統(tǒng)稱(chēng)為CRISPR干擾（CRISPRi），指出這一系統(tǒng)能有效抑制大腸桿菌中靶向基因的表達(dá)，并且不會(huì)出現(xiàn)脫靶效應(yīng)。而且利用CRISPRi，還可以同時(shí)抑制多個(gè)靶基因，這種作用也是可逆。研究人員還證明，該系統(tǒng)也適用于哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的基因表達(dá)抑制。

由此研究人員指出，這種RNA導(dǎo)向的DNA識(shí)別平臺(tái)是基因組范圍內(nèi)基因表達(dá)選擇性抑制的一種簡(jiǎn)單的新方法。

另外一篇文章中，研究人員也報(bào)道了另外一項(xiàng)相關(guān)成果：合成RNA加工平臺(tái)，發(fā)現(xiàn)mRNA前體有效的特異性剪切，能用于預(yù)測(cè)多基因操控子行為。此外這一研究組還研發(fā)出了一種“轉(zhuǎn)接子”（adaptor），能通過(guò)將大腸桿菌中翻譯調(diào)控因子轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，令微生物元件基因工程過(guò)程變得更容易，也更易預(yù)測(cè)。

關(guān)于基因組工程技術(shù)，近期涌現(xiàn)了不少重要的新方法，如轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶（TALENS），不過(guò)一些研究人員認(rèn)為，CRISPR比較于其它基因組工程技術(shù)，比如鋅指核酸酶 (ZFNs) 或TALENS，具有極大的優(yōu)勢(shì)：CRISPR更易于操作，也具有更強(qiáng)的擴(kuò)展性。