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CRISPR技术如何助力癌症研究

2016.4.20

  在美国癌症研究学会(AACR)的新一届年会上,不少研究人员介绍了他们如何利用当下热门的CRISPR技术来研究癌症并寻找治疗方法。

  据Whitehead研究所的首席研究员David Sabatini介绍,他们实验室利用CRISPR筛选癌细胞系,以搜索目标基因,并确定致癌通路的组分。

  研究人员利用CRISPR来敲除癌细胞系中的基因,并根据敲除是增加还是减少癌细胞的数量对每个基因进行评分。Sabatini的团队将这种筛选方法应用在几种不同的癌细胞系上。他表示,他们鉴定出的一些基因适用于许多癌症,但其他一些是非常特异的。他们希望找到对癌症很关键的基因,并以这种方式找到成药靶点。

  研究人员利用这种筛选,也发现了基因通路的新组分,这些组分已被生化实验所证实。鉴定这些组分可以帮助研究人员填补知识上的空白,并进一步阐明某个特定的基因通路如何促进癌症的发展。“这是解析大量基因的一种很有趣的方式,”Sabatini说。

  另一位演讲者是加州大学旧金山分校的Jonathan Weissman教授。他详细介绍了实验室如何利用他们开发的两种CRISPR变异体:CRISPRactivation和CRISPRinterference。

  对癌症而言,不恰当的基因表达或关闭是关键。不过,Weissman认为,了解这些变化是一回事,控制它们又是另外一回事了。尽管CRISPR已经实现了这一点,但也许能更进一步,让研究人员调整基因表达,而不仅仅是关闭。

  CRISPRi可用于关闭基因,而CRISPRa可用于开启基因,不过,Weissman希望能有一个音量键,来调高或调低任何基因的表达。他们最近对CRISPR变异进行了改进。最初,他们建立了全基因组文库,利用CRISPRi和CRISPRa挑选出80%的必需基因。对于最新版本的文库,研究人员已经将比例提高到95%。

  利用这些CRISPR变异,研究人员能够开展全基因组的正向遗传学筛选、过表达筛选,这对发现耐药性的机制很重要。更重要的是,利用CRISPRi可发现小分子的靶点,从而确定药物靶标,而利用CRISPRa可确定某些化合物如何杀死细胞。

  Weissman认为,CRISPR变异甚至能够指导分子伴侣的开发。癌基因通常不稳定,需要分子伴侣来保持活性。然而,有效地靶定分子伴侣是很困难的,因为有很多,而且往往重叠。利用CRISPRi或CRISPRa来调节它们的活性,而不是简单地打开或关闭,可帮助研究人员寻找针对分子伴侣的疗法。

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