還在基因編輯的思路迷宮裡找出路？捷徑在這裡！

基因編輯是對基因組進行定點修飾的一項新技術，利用基因編輯技術可以精確的定位到基因組的某一位點上，在該位點剪斷靶標DNA片段，插入或敲除或定點修改基因片段。經過基因編輯改造且能夠穩定遺傳的細胞系和小鼠/大鼠模型是功能基因組學、腫瘤及疾病基因組學、腫瘤靶向葯開發等領域重要的研究材料。

在上一次推出了基因編輯研究思路第一彈 (你與paper之間就差一個big idea！) 之後，反饋良好，不少同學希望我們再多提供一點思路參考，這裡就為大家帶來了基因編輯研究思路第二彈，一起來看看還有什麼研究方向吧。

思路一：等位基因變異與疾病風險

α突觸核蛋白遠端增強子的帕金森相關風險變異調控靶基因表達[1]

帕金森病是排名第二最常見的慢性進展性神經退行性疾病。研究表明SNCA基因的編碼突變和基因組倍增導致了帕金森氏病，GWAS 已經將SNCA鑒定為與散發形式相關的最強風險位點之一，表明在帕金森病的發病機理中起關鍵作用。為了分析SNCA基因表達的微小變化，作者結合 TaqMan 分析與 CRISPR/Cas9 編輯技術，通過分析等位基因特異性表達的順式作用效應，可靠地量化定向遺傳修飾對轉錄的影響。研究數據表明，SNCA的轉錄失調與腦特異性轉錄因子 EMX2/NKX6-1 的序列依賴性結合有關，帕金森相關風險變異 rs356168 的G等位基因，會增加SNCA表達，增高帕金森患病風險。

圖1 文章思路梳理

圖2 通過CRISPR/Cas9介導的雜合性缺失研究帕金森調控元件功能策略示意圖

[1]

思路二：癌症依賴因子驗證

CRISPR/Cas9證明正在進行的臨床試驗中的靶向癌症依賴因子無效[2]

你以為你以為的癌症依賴因子就是你以為的么？這篇研究告訴你，too young too simple！MELK被報道是幾種癌症的依賴因子，前期實驗表明MELK疑似並非乳腺癌細胞的依賴因子，因此作者對此疑點以及其是否為OTS167藥物抑制的靶標做了研究探索。

作者針對MELK基因設計 gRNA，轉入不同乳腺癌細胞系，發現與對照組細胞系相比，gRNA 消耗水平相當；用 OTS167 抑製劑處理細胞系，發現 OTS167 仍能夠抑制MELK敲除細胞系的生長，說明MELK不是 OTS167 的靶標基因；DNA染色實驗也表明，OTS167 以不依賴MELK的方式阻斷癌細胞生長。說明MELK不是乳腺癌的癌細胞依賴因子，也不是 OTS167 抑製劑的作用靶點。

圖3 文章思路梳理

圖4 不同細胞系中MELKgRNA 消耗水平

思路三：利用文庫篩選藥物

在KRAS突變大腸癌中使用CRISPR Screen篩選關鍵細胞生長介質[3]

KRAS是癌症中最常見的驅動基因，在腫瘤治療策略中，靶向KRAS信號轉導途徑引起廣泛注意。本研究利用 CRISPR Screen 在全基因組範圍內進行基因篩選，研究KRAS野生型和突變型腫瘤細胞中，下游調控網路 MAPK 信號通路的影響。研究表明敲除 MAPK 信號通路基因可以顯著降低腫瘤的生長，而通過藥物抑制代謝酶 NAD 激酶可以有效抑制腫瘤體內生長，說明KRAS突變型腫瘤可以通過抑制代謝酶激酶來進行腫瘤治療。

圖5 文章思路梳理

圖6 CRISPR Screen篩選策略

[3]

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參考文獻

[1] Soldner F, Stelzer Y, Shivalila CS,et al. Parkinson-associated risk variant in distal enhancer of α-synuclein modulates target gene expression[J].Nature, 2016, 533(7601): 95-99.

[2] Lin A, Giuliano CJ, Sayles NM,et al. CRISPR/Cas9 mutagenesis invalidates a putative cancer dependency targeted in on-going clinical trials[J].Elife, 2017, pii: e24179.

[3] Rana TM, Yau EH, Kummetha IR,et al. Genome-wide CRISPR Screen for essential cell growth mediators in mutant KRAS colorectal cancers[J].Cancer Research, 2017, 77(22): 6330-6339.

分子基因編輯業務線 趙 桐丨文案

王婷婷丨編輯

配圖來源於網路，侵刪

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