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2016年8月28日 讯 /生物谷BIOON/ –基因编辑系统CRISPR可以帮助科学家剔除或替代活细胞中的任何靶向基因，近日来自MIT的科学家们通过研究制造了一种对光产生反应的特殊系统，该系统可以有效控制基因编辑发生的时间和地点，相关研究刊登于国际杂志Angewandte Chemie International Edition上。在这种新型系统的帮助下，只要当研究者将紫外线照射于靶向细胞上，该细胞中就会发生基因编辑，这或许就可以帮助研究者更加清楚地解析影响胚胎发育或疾病进展的细胞和遗传事件了，同时还可以提供一种靶向性的策略来关闭肿瘤细胞中的促癌基因。
添加这种光控开关的优势就在于其可以在空间和时间上给予基因编辑系统更加精确的控制；CRISPR基因编辑技术依赖于由切割DNA的酶类Cas9和短链RNA组成的基因编辑复合物，短链RNA可以引导酶类进入到基因组的特殊区域，从而指导Cas9酶类进行基因的切割，当Cas9和导向RNA都进入到细胞中时，特殊的切割就会在基因组中发生。
这项研究中，研究者利用光来控制对绿色荧光蛋白（GFP）基因的编辑，同时研究者还实现了对细胞表面编码蛋白的两种基因及在某些癌症中过度表达的基因编辑过程的控制；研究者Bhatia说道，如果这真的是一种可规划方案的话，我们就应当设计出保护性的序列来抵御靶向序列，我们已经设计了能够抵御不同基因的保护装置，而且还发现这些保护装置可以被光控制激活表达；此外在多种实验中，当利用混合的保护装置时，在光暴露后“裂开”的唯一靶点就可以被保护起来。
在合适的时间对基因编辑进行精确的控制可以帮助科学家研究参与疾病进展的细胞事件，从而就能够确定何时关闭基因表达才是最佳的干预时间；CRISPR-Cas9是研究者用来研究基因如何影响细胞行为的一种强大的基因编辑工具，这项技术进步奖帮助研究者实现对多种遗传改变的精确控制，因此本文研究或将为多个研究团体提供一种有用的工具来改善当前的基因编辑领域的研究。
如今研究者Bhatia的实验室正在寻找基于该技术的医学应用，其中一种可能性就是利用这种技术来关闭参与皮肤癌发病的癌变基因的表达，而且这些癌变基因也是一种非常好的靶点，因为皮肤可以很容易地暴露于紫外光下。研究小组目前正在开发一种通用的保护装置，其可以与任何RNA导向链相互配合使用，从而就消除了设计新型RNA序列的需要，同时也能够立刻抑制CRISPR-Cas9对许多靶点的切割编辑。（基因宝jiyinbao.com）
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Development of Light-Activated CRISPR Using Guide RNAs with Photocleavable Protectors
Dr. Piyush K. Jain, Vyas Ramanan, Dr. Arnout G. Schepers, Nisha S. Dalvie, Apekshya Panda, Dr. Heather E. Fleming, Prof. Sangeeta N. Bhatia
The ability to remotely trigger CRISPR/Cas9 activity would enable new strategies to study cellular events with greater precision and complexity. In this work, we have developed a method to photocage the activity of the guide RNA called “CRISPR-plus” (CRISPR-precise light-mediated unveiling of sgRNAs). The photoactivation capability of our CRISPR-plus method is compatible with the simultaneous targeting of multiple DNA sequences and supports numerous modifications that can enable guide RNA labeling for use in imaging and mechanistic investigations.