无需多次实验，新技术实现单个动物内敲除不同基因

据《自然》杂志20日报道，瑞士苏黎世联邦理工学院领导的研究团队开发出一种方法，可极大简化和加快对基因功能的研究：使用CRISPR-Cas技术，可同时在单个动物的不同细胞内敲除不同的基因，每个细胞被改变的基因不超过一个，从而能平行观察不同基因变化导致的细胞走向。

通过这种新方法，动物各个器官中的细胞能以“马赛克”的方式进行基因改造（用Midjourney生成的抽象图）。图片来源：苏黎世联邦理工学院

追踪疾病遗传原因的一种行之有效的方法是敲除动物中的单个基因，并研究其对生物体的影响。但对于许多疾病来说，其病理是由多个基因决定的。为此，科学家必须进行多次动物实验，针对每个相关基因修饰进行一次实验。

但利用新方法，研究人员让每个细胞中只有一个基因被改变，且器官中的不同细胞以不同的方式改变，然后他们再对单个细胞进行精确分析。这使得研究人员能够在一次实验中研究许多不同基因变化的后果。

研究人员第一次成功地将这种方法应用于成年小鼠。为了“告知”小鼠细胞CRISPR-Cas基因剪刀应该剪除哪些基因，研究人员使用了腺相关病毒（AAV），这是一种可针对任何器官的递送载体。他们制备了病毒，使每个病毒颗粒携带破坏特定基因的信息，然后用携带不同基因破坏指令的混合病毒感染小鼠。通过这种方式，他们能够关闭一个器官细胞中的多个基因。

研究团队由此获得了一种罕见遗传性疾病——22q11.2缺失综合症的新线索。受这种疾病影响的患者通常被诊断为精神分裂症和自闭症谱系障碍等。在此之前，人们已知含有106个基因的染色体区域与这种疾病有关。

在小鼠实验中，研究人员重点关注了该染色体区域的29个基因，这些基因在小鼠大脑中都很活跃。他们在小鼠不同脑细胞中分别修改了这29个基因之一，然后分析了这些脑细胞的RNA序列。结果证明，其中3个基因在很大程度上导致了脑细胞的功能障碍。

总编辑圈点：

科学家想要确定哪个基因在多大程度上与疾病有关，是一件非常困难的事，往往需要反反复复地实验。但如果能对动物细胞逐个展开精准编辑，科学家就能够“一次顶多次”——于一项实验中收获多个基因变化的影响结果。现在，研究人员将其变为可能，并已在小鼠实验中同时实现了高精准和高效率，这为人们未来追踪和治疗更多遗传类疾病开辟了全新路径。