腫瘤轉移是一個複雜的過程，受到多基因的調控，也是實體瘤患者死亡的主要原因之一【1】。目前系統性理解影響腫瘤轉移的基因間相互作用仍是一個挑戰。相比於Cas9系統，CRISPR-Cas12a（Cpf1）不需要tracrRNA（trans-activating CRISPR RNA），可同時在多位點進行基因編輯【2】，因此在體內利用Cpf1分析基因互作具有潛在的優勢。
2019年4月8日，耶魯大學陳斯迪組在Nature Methods雜誌上發表文章In vivo profiling of metastatic double knockouts through CRISPR–Cpf1 screens，該研究發明了一種在活體內大規模研究基因相互作用的新方法（MCAP),利用此方法首次實現了體內高通量雙基因敲除篩選,並且找到了一系列對癌症轉移有直接因果關係的基因間相互作用。
MCAP 全稱為massively parallel CRISPR–Cpf1/Cas12a crRNA array profiling，即大規模Cpf1/Cas12a crRNA陣列篩選技術。這是一項基於Cpf1/Cas12a酶的技術，研究人員通過設計合成並克隆一個約77萬4千條barcode標記的基因雙敲除crRNA陣列，分別針對接近12萬個不同的雙敲除／單敲除／無敲除對照特異性地靶向了325對癌症轉移病灶中出現的基因組合。
圖： MCAP示意圖
接下來，研究人員使用慢病毒載體介導的感染，實現了大規模雙基因突變篩選並直接應用於癌症轉移這個生物學和病理學的重要問題。通過對小鼠肺癌細胞原位瘤和轉移灶等一系列樣品中整合的crRNA陣列的直接高通量測序，快速製作了大規模crRNA陣列定量圖譜。
通過對不同的雙敲除-單敲除-無敲除對照crRNA陣列的定量分析、同基因對不同crRNA陣列的保守性分析、細胞-原位瘤-轉移灶對比分析以及基因間協同作用定量分析，研究人員找到並驗證了與腫瘤轉移相關的重要的基因相互作用。
儘管本工作重點研究肺癌轉移，但MCAP這項新技術也可以廣泛用於其他細胞類型和其他方面的生物醫學研究，抑或其他癌症種類和病例過程相關的基因間相互作用研究。該方法可以顯著提高體內雙基因敲除篩選的速度，為加速生物醫學研發提供新的工具。
相關閱讀：Nature Methods |耶魯陳斯迪組研發新型模塊式CAR-T細胞改造方法
原文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41592-019-0371-5
製版人：子陽
參考文獻
1. Lambert, A. W., Pattabiraman, D. R. & Weinberg, R. A. Cell 168, 670–691 (2017).
2. Zetsche, B. et al. Nat. Biotechnol. 35, 31–34 (2017).
BioArt，一心關注生命科學，只為分享更多有種、有趣、有料的信息。關注請長按上方二維碼。投稿、合作、轉載授權事宜請聯繫微信ID：bioartbusiness或郵箱：[email protected]。原創內容，未經授權，禁止轉載到其它平臺。
閱讀更多 BioArt 的文章
