據(jù)《自然》雜志20日報道，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊開發(fā)出一種方法，可極大簡化和加快對基因功能的研究：使用CRISPR-Cas技術(shù)，可同時在單個動物的不同細(xì)胞內(nèi)敲除不同的基因，每個細(xì)胞被改變的基因不超過一個，從而能平行觀察不同基因變化導(dǎo)致的細(xì)胞走向。

通過這種新方法，動物各個器官中的細(xì)胞能以“馬賽克”的方式進(jìn)行基因改造（用Midjourney生成的抽象圖）。圖片來源：蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院

追蹤疾病遺傳原因的一種行之有效的方法是敲除動物中的單個基因，并研究其對生物體的影響。但對于許多疾病來說，其病理是由多個基因決定的。為此，科學(xué)家必須進(jìn)行多次動物實驗，針對每個相關(guān)基因修飾進(jìn)行一次實驗。

但利用新方法，研究人員讓每個細(xì)胞中只有一個基因被改變，且器官中的不同細(xì)胞以不同的方式改變，然后他們再對單個細(xì)胞進(jìn)行精確分析。這使得研究人員能夠在一次實驗中研究許多不同基因變化的后果。

研究人員第一次成功地將這種方法應(yīng)用于成年小鼠。為了“告知”小鼠細(xì)胞CRISPR-Cas基因剪刀應(yīng)該剪除哪些基因，研究人員使用了腺相關(guān)病毒（AAV），這是一種可針對任何器官的遞送載體。他們制備了病毒，使每個病毒顆粒攜帶破壞特定基因的信息，然后用攜帶不同基因破壞指令的混合病毒感染小鼠。通過這種方式，他們能夠關(guān)閉一個器官細(xì)胞中的多個基因。

研究團(tuán)隊由此獲得了一種罕見遺傳性疾病——22q11.2缺失綜合癥的新線索。受這種疾病影響的患者通常被診斷為精神分裂癥和自閉癥譜系障礙等。在此之前，人們已知含有106個基因的染色體區(qū)域與這種疾病有關(guān)。

在小鼠實驗中，研究人員重點關(guān)注了該染色體區(qū)域的29個基因，這些基因在小鼠大腦中都很活躍。他們在小鼠不同腦細(xì)胞中分別修改了這29個基因之一，然后分析了這些腦細(xì)胞的RNA序列。結(jié)果證明，其中3個基因在很大程度上導(dǎo)致了腦細(xì)胞的功能障礙。

總編輯圈點：

科學(xué)家想要確定哪個基因在多大程度上與疾病有關(guān)，是一件非常困難的事，往往需要反反復(fù)復(fù)地實驗。但如果能對動物細(xì)胞逐個展開精準(zhǔn)編輯，科學(xué)家就能夠“一次頂多次”——于一項實驗中收獲多個基因變化的影響結(jié)果?，F(xiàn)在，研究人員將其變?yōu)榭赡?，并已在小鼠實驗中同時實現(xiàn)了高精準(zhǔn)和高效率，這為人們未來追蹤和治療更多遺傳類疾病開辟了全新路徑。