Nature子刊：華人團隊帶來CRISPR新突破，1個月就能完成多年工作

趙惠民教授課題組。從左到右：趙惠民教授，Mohammad Hamedi Rad，Zehua Bao，Pa Xue，以及Ipek Tasan（圖片來源：L. Brian Stauffer）

本文轉載自「學術經緯」。

「過去，研究人員需要花上好幾年，才能敲除掉酵母里的每一個基因，」 趙惠民教授說道：「利用我們的CHAnGE技術，只要大約一個月的時間，一個人就能做出酵母整個基因組的突變體。」

我們知道，在經典的遺傳學中，想要了解一個基因有什麼功能，最常規的方法，就是敲除這個基因，然後觀察生物出現了什麼異常。這個思路在過去的幾十年里屢試不爽，為生物學的進步做出了重要貢獻。但不可否認，這個思路本身也存在著技術上的瓶頸。

釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）是經典模式生物（圖片來源：By Mogana Das Murtey and Patchamuthu Ramasamy ([1]) [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons）

在經典模式生物釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中，基因與基因之間的間隔非常近，甚至會出現基因重疊的現象：一條基因里的DNA片段，同時也參與了另一條基因的組成。這就給常規的基因敲除手段帶來了不便。可以想像，如果移除某一條基因的片段，很有可能也會影響到另一條基因。這樣一來，我們就無法精準地知道單條基因的作用。

為了突破這個瓶頸，趙惠民教授團隊結合CRISPR/Cas9基因編輯技術，以及同源修復技術，開發出了一種叫做CHAnGE的工具。它能依靠CRISPR/Cas系統的高精確性，對單個基因的單個「字母」進行刪除。這樣一來，被影響的基因會由於出現「移碼突變」而被敲除，相鄰的基因則不受影響。

這項系統的設計（圖片來源：《Nature Biotechnology》）

「我們能在整個基因組裡引入單鹼基的突變。這能給相鄰的基因功能造成最小的干擾，幫助我們研究單個基因的重要性，」 趙惠民教授評論道：「這是前所未有的精準度。」

開發完這項工具後，趙惠民教授團隊也建立了一個突變酵母的文庫。任何研究人員只要花上50美元，就能獲得帶有特定突變的酵母。

除了加速基礎研究之外，研究人員指出，這項技術在工業上也有著實際應用。目前，酵母能協助人類生產乙醇、藥物、以及其他工業級的化學品。通過對酵母基因更深的認識，我們有望培育出有高產量的酵母，提高生產效率。

在CRISPR領域，已有多名華人學者做出了重要的學術貢獻。我們祝賀趙惠民教授團隊的這項研究登上《Nature Biotechnology》，也期待未來能有更多華人學者帶來新的突破！

參考資料：

[1] New CRISPR technology 『knocks out』 yeast genes with single-point precision

[2] Genome-scale engineering of Saccharomyces cerevisiae with single-nucleotide precision

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