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    有時(shí)生物學(xué)很殘酷，在健康和致命疾病之間，往往只有一個(gè)遺傳密碼的差異。科學(xué)家一直試圖在人類(lèi)干細胞上研究這些微小突變，但是如何在干細胞中誘導產(chǎn)生這些突變一直是個(gè)難題。目前，研究界和醫藥領(lǐng)域面臨著(zhù)一個(gè)最為緊迫的問(wèn)題：如何準確有效地捕獲罕見(jiàn)致病突變，以及怎樣對其進(jìn)行修正。
 

    現在，格萊斯頓心血管疾病研究所（GladstoneInstituteofCardiovascularDisease）的科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種方法能夠有效的編輯人類(lèi)基因組，該方法不僅能夠幫助科學(xué)家進(jìn)行基礎研究，還能有望通過(guò)修復病人基因組中的"bug"來(lái)治療疾病。這一技術(shù)不僅能增強人們在干細胞中模擬疾病的能力，也為修改遺傳密碼進(jìn)行治療奠定了基礎。

    領(lǐng)導這一研究的BruceConklin博士表示：“隨著(zhù)遺傳學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們發(fā)現了數以百計與人類(lèi)疾病有關(guān)的遺傳學(xué)突變，不過(guò)迄今為止我們還缺乏研究它們的有效方法。為此，我們需要利用強力有效又精確的工具，以實(shí)現一個(gè)堿基一個(gè)堿基地編輯人類(lèi)基因組。我們的新技術(shù)就是這樣的一種方法。”

    研究遺傳學(xué)疾病的一個(gè)主要挑戰在于，致病突變出現的頻率可能低至1%，使得尋找和研究它們非常麻煩。

    論文第一作者YuichiroMiyaoka表示：“我們需要一個(gè)有效方法，能夠在數以百計的正常細胞中鑒定單個(gè)突變。為此，我們設計了特異性的熒光探針，這些探針能夠將突變序列與原始序列區分開(kāi)。然后，我們再對兩種序列的細胞進(jìn)行分選和檢測。即使每一千個(gè)細胞中只出現一個(gè)突變，我們的技術(shù)也能夠檢測得到，靈敏度比傳統方法高一百倍。”

    研究團隊將這一新方法應用到誘導多能干細胞中。這些iPS細胞源自人類(lèi)患者的皮膚細胞，與患者細胞擁有同樣的遺傳學(xué)組成，包括了任何潛在的致病突變。研究人員通過(guò)基因編輯技術(shù)TALEN，向基因組引入特定突變。

    一些基因編輯技術(shù)，雖然能夠有效修改遺傳密碼，但其使用的標記會(huì )在新編輯的基因組上留下“疤痕”。而這些疤痕會(huì )影響后代細胞，令之后的分析更為復雜。TALEN可以進(jìn)行無(wú)痕跡的單堿基編輯，不過(guò)這樣的編輯事件比較罕見(jiàn)，需要用到Conklin實(shí)驗室開(kāi)發(fā)的新技術(shù)。

    Conklin表示：“我們的新技術(shù)，能夠有效捕獲和放大極為罕見(jiàn)的突變。這種高效高***的方法，為之后的遺傳學(xué)研究打下了良好的基礎。”

    （未參與該研究的）加州大學(xué)伯克利分校的分子與細胞生物學(xué)系助理教授DirkHockemeyer評價(jià)道“現在有不少類(lèi)似TALEN這樣的強力基因編輯工具，我們需要將這些工具用到干細胞研究中去，新方法將大大促進(jìn)這一過(guò)程。”

    Conklin補充道：“我們面臨的許多最具破壞性的疾病，都是由微小的遺傳學(xué)改變引起的。我們希望這一新技術(shù)，能夠幫助人們逆轉這些有害突變，修復遺傳代碼。”