Nature Methods：我国科学家发布CRISPR新工具

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单核苷酸的多样性是遗传多样性的主要来源，是分子进化的动力和很多疾病的直接诱因，现阶段，人们已经发现了大量与人类疾病有关的单核苷酸变异，其中许多是功能获得性突变，会导致蛋白质的氨基酸置换或者形成转录因子的新结合位点。然而现有筛选方法（包括CRISPR、CRISPRi和RNAi）只能破坏一个基因或者改变其表达水平，难以引入一系列功能获得性突变进行高通量筛选，不过，这一现状或将得到改变。
近日，国际学术期刊Nature Methods发表了中国科学院上海生命科学研究院/上海交通大学医学院健康科学研究所常兴研究组题为Targeted AID-mediated mutagenesis （TAM） enablesefficient genomic diversification inmammalian cells 的最新研究成果，他们将活化诱导胞嘧啶核苷脱氨酶（AID）与CRISPR-dCas9融合起来，打造了有效的遗传多样化工具，以便对功能性变异进行高通量筛选，这是一种体内实现高效率和高通量的DNA碱基编辑的新方法。
受“突变自我”机制的启发，博士研究生马云青和张佳元在研究员常兴的指导下发现，当把核酸酶缺陷的Cas9蛋白和诱导抗体高频突变的胞嘧啶脱氨酶AID融合后，在sgRNA靶向的基因组DNA上，胞嘧啶和鸟嘌呤可以随机地向其它三个碱基转变，这一新方法可以对细胞内的特定DNA序列进行多样化，完成遗传筛选，从而分析单核苷酸突变的功能。同时在一种多肽抑制剂的辅助下，dCas9-AID可以诱导特定的胞嘧啶向胸腺嘧啶转变，实现单碱基的精确编辑，研究人员在慢性粒细胞白血病细胞中用dCas9-AIDx靶标BCR-ABL，有效鉴定了赋予细胞伊马替尼抗性的已知突变和新突变。研究表明，dCas9-AID是一种相当实用的遗传学工具，可以在单碱基水平上筛选功能获得性变异。
该研究团队进一步证明，利用这一方法可以快速有效地模拟肿瘤细胞体内耐药机制的异质性，预测可能的肿瘤耐药性突变，进而改良小分子抑制剂和研究小分子与蛋白质靶点的相互作用。该研究成果为分子进化、基因治疗和在单碱基水平上分析基因调控元件等领域提供新的方法，据悉，该工作得到了中组部青年千人计划、科技部、国家自然科学基金委和上海市科委的相关资助。
另悉，上个月Nature Methods杂志也发布过关于CRISPR新研究的论文，其中，深圳大学第一附属医院深圳市第二人民医院开发的CRISPR“信号传导器”特别引人注目。深圳大学的研究人员给sgRNA带上能识别特定信号的改良版核糖开关，构建了基于CRISPRCCas9的“信号传导器”，这种“信号传导器”可以根据外界或内部信号调控内源基因的转录，实现对细胞信号通路和复杂分子网络的定向控制。
原文检索：《Targeted AID-mediated mutagenesis (TAM) enables efficient genomic diversification in mammalian cells》