突破！科学家利用新型基因条形码技术鉴别出关键的癌症免疫基因

来源：作者：人气：-发表时间：2018-10-24 16:48:00【大中小】

近日，一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中，来自西奈山医院的科学家们通过研究开发了一种能同时分析成百上千个基因功能的新型技术，该技术的分辨率能达到单细胞水平，其依赖于一种使用新型蛋白质的条形码技术。

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自从21世纪初期首次对人类基因组进行测序后，科学家们揭示了一组超过2万个蛋白质的编码基因，然而研究人员并不能确定单个基因的功能，如果相关的研究数据，我们在理解人类基因组工作机制上将会受到很大限制，这无疑也会影响科学家们预测、预防、治疗甚至治疗多种人类疾病的进程。2012年和2013年，研究人员建立了一种编辑基因的新方法，那就是CRISPR，研究者能利用这种基因编辑技术来阐明基因的功能，如今CRISPR技术已经席卷了整个科学界，但研究者在使用该技术来研究成千上万个基因的功能上仍然面临着诸多挑战。

这项研究中，研究人员就开发了一种新技术，其能以一种前所未有的规模来分析基因组，这或许就能够解决当前科学家们所面临的基因组学研究上的挑战。这种新工具能够利用名为表位的合成蛋白来贴上条形码并且追踪不同的CRISPRs，这种蛋白质条形码被称为优先代码（pro-code），其能够使得数百个CRISPRs一起来敲除大量基因。

当前有很多技术能够聚合CRISPRs，这些方法在很大程度上依赖于DNA作为条形码，并且只允许对基因功能进行较低分辨率的研究；而通过这种优先代码技术，研究人员就能够提供一种新方法来帮助科学家们深入理解基因的功能和生物学效应。文章中，研究人员利用优先代码技术搜寻了免疫系统保护机体抵御癌症所需要的基因，随后他们利用CRISPRs来靶向剔除推测的免疫调节基因，并将其与优先代码配对，随后将这种优先代码/CRISPRs (Pro-Code/CRISPR)文库引入到乳腺癌细胞中，这些肿瘤就会受到识别癌细胞的杀伤性T细胞的攻击和挑战，很多癌细胞就会被T细胞快速消灭，但有些癌细胞却会产生一定的耐受性。

研究者表示，这种优先代码技术能够帮助确定哪些基因会在耐药细胞中丢失，以及这些基因在敏感癌细胞中所扮演的未知角色；此外，本文研究中，研究人员还鉴别出了免疫检查点PD-L1的一种负向调节子，PD-L1是临床上癌症免疫疗法的主要作用靶点。

最后研究者Brian Brown说道，目前在理解人类基因组上我们还有大量工作要做，我们并不清楚大部分基因的工作机制以及其之间的具体关联；这种“优先代码”技术或许能够加速后基因组时代的研究，即对人类基因组进行注释，相关研究结果也能够帮助发现致病基因，从而促进研究人员开发新型靶向性疗法。

原始出处：

Aleksandra Wroblewska，Maxime Dhainaut，Benjamin Ben-Zvi，et al. Protein Barcodes Enable High-Dimensional Single-Cell CRISPR Screens. Protein Barcodes Enable High-Dimensional Single-Cell CRISPR Screens, Cell (2018). DOI: 10.1016/j.cell.2018.09.022