生物通報道  來自Broad研究所和麻省理工學院的研究人員構建出了一種新的小鼠模型，簡化了CRISPR-Cas9系統在體內基因組編輯實驗中的應用。研究人員成功利用這一新型“Cas9小鼠”模型編輯了各種細胞類型中的多個基因，并構建出了最致命的一種人類癌癥——肺腺癌的模型。

他們已將這一小鼠提供給科學團體，當前有十多家機構的研究人員正在利用它。在發表于本周《細胞》（Cell）雜志上的一篇論文中，研究人員描述了這一新模型以及它在腫瘤學中的初步應用。

麻省理工學院McGovern腦研究所助理教授、Broad研究所核心成員張鋒（Feng Zhang）博士和麻省理工學院Koch綜合癌癥研究所Phillip Sharp教授是這篇論文的共同通訊作者（延伸閱讀：The Scientist:聚焦CRISPR研究先鋒張鋒 ）。

近年來，遺傳研究發現了基因與各種疾病之間成千上萬的聯系。為了證實一種特定的基因在疾病形成中起作用，研究人員需要一種方法來擾亂它，或是關閉，或是開啟，或以別的方式來改變基因，從而研究其效應。

CRISPR-Cas9基因組編輯系統是當前可用來在基因組中生成這些改變的最方便的方法之一。這一工具已被用來在體外測試突變的效應，而現在有可能可以利用這一工具在完整的生物系統中研究基因的功能。

CRISPR-Cas9系統依賴于兩個關鍵特征來編輯基因組：Cas9，這一“切割”酶能夠切割DNA；和將Cas9引導至基因組中目的DNA靶點的導向RNA序列。但Cas9給體內應用提出了一些傳送方面的挑戰。

張鋒實驗室研究生Randall Platt 說：“通過給小鼠裝備Cas9，我們減輕了傳送負擔。無論是借助病毒或納米抗體，這都為傳遞其他的元件騰出了空間，使得有可能同時突變多個基因，甚至是精確改變DNA序列。”Platt和Sharp教授實驗室博士后研究人員陳思迪（Sidi Chen，音譯）是這篇論文的共同第一作者。

能夠同時擾亂多個基因對于研究復雜疾病尤其有用，例如在癌癥中有可能是一個以上的基因發生突變驅動了疾病形成。為了證實在癌癥研究中的潛在應用，作者們利用這一“Cas9小鼠”模擬了肺腺癌。以往，科學家們利用動物模型開展研究工作不得不一次敲除一個基因，或是讓動物模型雜交來生成攜帶所需遺傳修飾的動物，這一過程具有挑戰且頗為費時。

張鋒說：“這一‘Cas9小鼠’使得研究人員能夠更為容易地在體內擾亂多個基因。開發這一小鼠的目的在于使得研究人員能夠更快速地篩查與疾病和正常生物學過程相關的一長串基因名單。”

研究人員還發現，可以抽提出來自這一“Cas9小鼠”的細胞用于實驗室實驗，甚至從小鼠中分離出這些表達Cas9的細胞后，可以利用它們來編輯免疫樹突狀細胞，使得研究人員能夠利用不容易獲得，往往缺乏保存期的細胞來開展這樣的試驗。
論文的共同作者、Broad研究所核心成員、麻省理工學院生物學副教授Aviv Regev說：“我們利用免疫細胞證實了這一點，利用它們表達Cas9這一事實，借助于這一小鼠我們能夠對只能存活數天的細胞開展實驗。沒有Cas9表達，我們不會有充足的時間讓CRISPR系統發揮它的魔力。Regev利用小鼠調查了樹突狀細胞。

Regev說：“遺傳操控是我們研究復雜回路最重要的工具之一，這一‘Cas9小鼠’將幫助我們更有效地做到這一點。”

 “Cas9小鼠”一直存放在Jackson的實驗室，應需求提供給整個科學界。

（生物通：何嬙）

生物通推薦原文索引：

Platt, R. et al. “CRISPR-Cas9 knockin mice for genome editing and cancer modeling.” Cell. September 25, 2014. DOI: 10.1016/j.cell.2014.09.014