全新CRISPR基因编辑技术！同时实现基因激活、干扰及删除！
2017/12/2 23:35:24 91Miracle

     美国伊利诺伊大学Carl R. Woese遗传生物学研究所(IGB)的生物系统设计科学家，在化学和生物分子工程杰出教授赵惠民(Huimin Zhao)的带领下，开发了一种代谢工程革新方法。 该技术可以同时实现基因的激活，干扰以及删除。研究人员将该技术命名为CRISPR-AID(Activation. Interference. Deletion)。

    

     该研究对应文章名为“Combinatorial Metabolic Engineering Using an Orthogonal Tri-Functional CRISPR System.”，发表于最新上线的Nature Communications杂志。文章对这种正交CRISPR系统进行了具体的介绍，同时，该文章也对CRISPR-AID系统在酵母中的具体作用进行了阐明。由于能够同时完成多个基因的激活，干扰以及删除，CRISPR-AID技术能够在极大程度上加速相关项目的研究进展。

     例如生物燃料和化学品等。为了实现特定目标，人们需要修饰基因组中许多基因位点。

     文章的作者表示，“CRISPR-AID能够以模块化，并行和高通量的方式扰乱细胞的代谢途径和调控网络。 CRISPR-AID不仅能够将酿酒酵母的β-胡萝卜素产量提高了三倍，而且还能够通过优化多种代谢工程指标提高酿酒酵母的内切葡聚糖酶表达水平。

    

     “找到可用于表型改善的代谢工程靶点很容易”这篇《Nature Communications》的文章作者，IGB访问学者Jiazhang Lian说。“但是，如何组装这些有益的基因修饰一直都是代谢工程领域不得不面对的艰巨挑战之一。”

     传统上，研究人员需要在一系列十分耗时的实验步骤中逐一测试各个代谢调控的具体效果。这些繁琐的干预和检验步骤会严重限制了发酵生产力和终产品产量，而生产力和最终产品产量也正是代谢工程中的两个关键组成部分，于是，赵教授团队决定创建一种简便的、可同时执行所有检测步骤的方法。

    

     依托CRISPR系统，研究人员将转录激活、转录干扰和基因缺失三种常见的基因操纵手段组合起来，加快了工程菌改造优化效率。

     “我们现在可同时处理20个靶点，”赵教授说。“我们以一种组合的方式研究所有这些操纵靶点，快速获得能带来最高产量或生产效率的最佳排列组合方式。”

     “如果我们把代谢工程比作管理篮球队，优良的组合方式才能制造一支强大的队伍，”Lian说。“因此，我们才需要明确谁和谁在一起能合作和协同工作。

     CRISPR-AID能在上千种乃至上万种选择中，高效地为研究人员提供最佳解。作为合成生物实验室的负责人，赵教授还计划开发高通量筛选或机器人筛选系统，例如IGB的iBioFAB，可自动化生产合成生物系统。

     赵教授还希望用他们这个方法测试其他生物体，以检测CRISPR-AID的兼容性。最后，他们认为如果能扩展到整个基因组规模，即同时检测生命体内所有基因，这将为代谢工程领域带来重大飞跃。

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