高通量基因组编辑新技术

近日来自美国麻省总医院的研究人员开发了一项新技术，利用这一技术他们可以快速生成大量的转录激活因子样效应物核酸酶（transcription activator-like effector nucleases，TALENs），从而大大提高了研究人员敲除研究基因或改变它们表达的能力。这一研究成果在线发布在4月8日的《自然—生物技术》（Nature Biotechnology）杂志上。

TALENs是一种可靶向特异DNA序列的酶，由于具有一些比锌指核酸酶(ZFNs)更优越的特点，现在成为了科研人员用于研究基因功能和潜在基因治疗应用的重要工具。基因组编辑核酸酶（Gene editing nucleases），包括ZFNs和TALENs，在2011年被《自然—方法学》（Nature Methods）评为了“年度实验室技术”。

在新文章中，Joung和同事开发了一种称为FLASH（快速连接自动化固相高通量，fast ligation-based automatable solid-phase high-throughput)的系统，该系统可在磁珠上装配编码TALEN的DNA片段，借助于外部磁铁将磁珠保持在原位，通过液体处理机器实现自动化构建DNA，在一天内可构建编码多达96种TALENs的DNA序列，每个TALEN的成本约为75美元。此外，Joung还开发了一种手动的FLASH使得实验室无需借助机器设备即可在一天构建24种TALEN序列。在人类细胞中测试这一系统，研究人员发现FLASH装配TALENs能够成功诱导已知参与癌症或表观遗传学调控的96个靶基因中的84个基因断裂。研究者发现85-90%的FLASH装配TALENs在人类细胞中具有高度基因组编辑活性，基本能够靶向任何的目标DNA序列，其能力大大超越了其他的核酸酶。

新技术实现了高通量生成TALENs，这将有可能完全改变大量生物学研究的方式，让所有的研究人员都能快速简便地靶向敲除任何的目的基因。