巧用CRISPR/Cas9，如何开启和关闭特定的基因

通过使用新的CRISPR/Cas9基因组编辑技术，麦吉尔大学的研究人员在Nature Communications杂志最近发表的一篇论文中描述了一项新技术，世界各地的科学家可能会利用这项技术探索与DNA甲基化失调相关的疾病的新方法。

　　

1型糖尿病、类风湿性关节炎和癌症只是一些与特定基因不“开启”和“关闭”有关的疾病。

通过使用新的CRISPR/Cas9基因组编辑技术，麦吉尔大学的研究人员在《自然通讯》(Nature Communications)杂志最近发表的一篇论文中描述了一项新技术，世界各地的科学家可能会利用这项技术探索与DNA甲基化失调相关的疾病的新方法。

一个人体内的所有细胞都具有相同的遗传密码。正是这种编码的阅读和书写——特定细胞中特定基因的“开启”和“关闭”——赋予了细胞自身的身份。例如，想象一下，当编码胃消化酶的基因在眼睛的视网膜细胞中被打开并开始吞噬周围的组织时，这种灾难性的情况。细胞关闭特定基因的方法之一是在特定基因的精确位置可逆地向DNA中添加一种称为甲基的微小化学物质。

科学家们知道，这种“DNA甲基化”程度较高的基因往往会被“关闭”，而这种甲基化程度较低的基因往往会被“打开”。但是，由于到目前为止还不可能操纵特定基因的DNA甲基化水平，因此仍存在许多问题，如DNA甲基化的具体实例会做什么，它们如何促进正常的细胞功能，以及它们的失调如何导致疾病。

麦吉尔大学(McGill University)的研究人员在这篇文章中展示了他们如何使用CRISPR/Cas9基因组编辑技术，成功去除小鼠和培养的人类细胞中特定基因上的特定DNA甲基化实例。他们表明，这种DNA“去甲基化”活性可以靶向到DNA中的任何位置——任何感兴趣的基因——而不需要编辑遗传密码，也不会在DNA中不需要的位置产生脱靶活性。研究人员还描述所需的方法产生的DNA甲基标记完全删除希望全世界的科学家可以使用这个新技术开始发现基因应该在可操作的实例关闭了DNA甲基化,例如,例如,糖尿病中的胰岛素基因——并利用这项技术建立疾病治疗的新范式。

原文检索：“Unraveling the functional role of DNA demethylation at specific promoters by targeted steric blockage of DNA methyltransferase with CRISPR/dCas9” by Daniel M. Sapozhnikov, Moshe Szyf was published in Nature Communications.

https://doi.org/10.1038/s41467-021-25991-9