來自Whitehead研究所的研究人員通過構(gòu)建出一種叫做CRISPR-on的強大新基因調(diào)控系統(tǒng)，現(xiàn)在能夠同時提高多個基因的表達，并精確操控每個基因的表達水平。他們證實這一系統(tǒng)能夠有效應(yīng)用于小鼠細胞、人類細胞和人類胚胎中。研究人員在發(fā)表于8月27日《細胞研究》（Cell Research）雜志的一篇研究論文中對這一新系統(tǒng)進行了詳細描述。

Whitehead研究所創(chuàng)始人Rudolf Jaenisch說：“CRISPR-on是一種對研究許多生物學(xué)過程，尤其是研究基因功能和基因網(wǎng)絡(luò)非常有用的新工具。相比于RNAi通常用于失活基因活性，CRISPR-on可以激活一些細胞基因。這一技術(shù)大大擴展了我們在培養(yǎng)細胞和動物中改變基因表達的能力。”

CRISPR-on系統(tǒng)是CRISPR/Cas (for "clustered regularly interspaced short palindromic repeat/CRISPR associated")的改良版本，CRISPR/Cas是在大多數(shù)細菌以及古菌中發(fā)現(xiàn)的一種天然免疫系統(tǒng)，可用來對抗病毒以及其他病原體對細菌的入侵。CRISPR/Cas依賴于Cas9，通過單導(dǎo)向RNAs（single- guide RNAs，sgRNAs)在特定的位點切割DNA。對于CRISPR-on系統(tǒng)，Whitehead研究小組對Cas9酶進行了改造，消除了它切割DNA的能力，添加了一個轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域。生成的酶無需永久改變DNA就可以提高基因的表達。

CRISPR-on能夠在不同的水平上只激活所需基因，利用CRISPR-on可幫助科學(xué)家們提高我們對于各種疾病潛在轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)的了解，并有可能找到治療它們的新方法。

論文共同作者、Jaenisch 實驗室研究生Albert Cheng 說：“許多的疾病，尤其是復(fù)雜疾病，涉及多個基因，這一系統(tǒng)可用于治療上共同靶向及激活多個基因，挽救疾病表型。或者我們可以利用它來研究疾病中的基因網(wǎng)絡(luò)，更好地了解這些疾病的運作機制。”

到目前為止，研究人員已利用CRISPR-on在人類細胞中同時激活了3個內(nèi)源基因。

論文共同作者、Jaenisch 實驗室Haoyi Wang 說：“我認為我們還需要開展更多的研究工作，看看CRISPR-on可以一次激活的基因數(shù)量的限制。我們想看看，我們是否能夠得到激活10或以上基因的數(shù)據(jù)，看看這一系統(tǒng)能夠做到的上限。”