突破！科學家使用CRISPR/Cas9鑑定出120餘個抗癌新靶點！

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《轉》譯

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引起癌症的基因突變往往也是癌症的弱點，這也就為科學家們創造了機會--可以開發能夠選擇性殺傷癌細胞的藥物，而對正常細胞無影響。這個概念叫做合成致死，因為這些藥物僅僅對突變細胞是致命的。來自美國加州大學聖地亞哥分校（UCSD）醫學院和雅各布工程學院的研究人員近日就開發了一種篩選合成致死基因組合的新方法，這項技術發表在Nature Methods上，揭示了120個開發抗癌藥物的新靶點。

“卵巢癌藥物奧拉帕尼就是通過合成致死發揮效應的：當BRCA基因突變時，它可以抑制這個基因，從而殺傷這些突變細胞。”UCSD醫學院臨床導師和博士後John Paul Shen說道，“許多其他癌症也可以通過這種方式進行治療，只是我們不清楚哪些基因突變組合具有合成致死效應。”Shen、UCSD 雅各布工程學院的博士後Dongxin Zhao、UCSD醫學院計算生物學家Roman Sasik是這項研究的共同第一作者。

為了解決這些問題，研究團隊開發了一種新方法，他們使用基因編輯技術CRISPR/Cas9同時檢測數千個基因的合成致死效應。CRISPR/Cas9可以這樣發揮功能：研究人員設計了一個引導RNA去匹配細胞中靶基因的某段特定序列，RNA就會引導Cas9酶結合並切割靶序列，而細胞隨後可以修復破壞的DNA，但是由於並不能完全修復，因此該基因會在這個過程中失活。

在這項研究中，研究人員設計了一個具有兩個引導RNA的CRISPR/Cas9系統：1）一個靶向腫瘤中常見的突變腫瘤抑制基因；2）一個靶向可以被抗癌藥物擾亂的基因。他們針對3種實驗癌細胞系（人宮頸癌、肺癌和胚胎腎細胞癌）中的73個基因應用了這個系統進行篩選，總計約150000種基因組合，隨後他們檢測了細胞的生長和死亡效應。

這種方式揭示了超過120個新的合成致死基因組合。

“通過這種方式鑑定潛在的基因相互作用能夠揭示基因之間重要的功能相關性，例如對相同蛋白複合物或者信號通路的貢獻者。”論文共同通訊作者、UCSD醫學院教授Trey Ideker博士說道，“反過來，這能夠促進我們對生物系統的基本瞭解以及藥物開發。”

該團隊鑑定出的許多基因相互作用僅在一種細胞系中具有合成致死效應，這意味著不同種類的癌細胞的合成致死效應不同，研究人員認為這對於未來的藥物開發至關重要。

“接下來，我們將進一步優化我們的技術平臺，使之更強大。”論文共同通訊作者、UCSD雅各布工程學院副教授Prashant Mali說道，“我們將擴大我們的基因網絡，以此促進我們系統地鑑定新的組合基因靶標。”

參考資料：

Gene editing technique helps find cancer's weak spots

Combinatorial CRISPR-Cas9 screens for de novo mapping of genetic interactions