Nature：基于CRISPR的表观基因组编辑

　　生物通报道：目前关于表观遗传标记（如组蛋白甲基化和乙酰化）调控功能的研究结论，很大程度上都是基于基因表达有关的统计数据，要想了解单个标记在基因调控中所扮演的角色并不容易。

Nature出版社旗下的两份期刊近期公布了两项研究报告，利用目前热门的CRISPR系统，解析了特殊位点上的组蛋白目标修饰。其中一个研究组用融合了组蛋白去甲基化酶的Cas9系统（dCas9），失活增强子进行研究，另外一个研究组则靶向乙酰基转移酶-dCas9位点，激活转录调控启动子和增强子进行研究。这两种方法都将有助于促进我们对于表观遗传修饰与基因表达之间关联的认识。

在第一篇文章中，研究人员聚焦与增强子的功能，他们利用Cas9-组蛋白去甲基化融合分析了天然增强子的作用。

科学家们对哺乳动物增强子功能的研究，受限于技术，大家都缺少一种能快速并彻底检测细胞特异性功能的工具。在这篇文章中，研究人员才有了一种核酸酶缺陷Cas9 (dCas9)-组蛋白去甲基化融合系统，分析了胚胎干细胞状态下，之前已知和未知的增强子的功能。

此外研究人员还通过进一步的研究，比较了在增强子位置上dCas9-LSD1与之前dCas9效应因子的活性机制。这些都将有助于促进表观遗传修饰的功能解析。

而另外一篇文章则开发了一种工具，能够在特定的位点插入及改变非常特异的表观遗传标记，从而阐明每个增强子的功能。

在健康和疾病状况下，表观基因组和我们的DNA发挥同样重要的作用，决定了细胞的功能。表观基因组决定了每个细胞激活哪些基因以及基因激活的程度。为了发现表观基因组的奥秘，研究人员沉默了CRISPR的DNA切割机制，仅利用它作为靶向系统传送一种乙酰转移酶到特异启动子和增强子处。

他们通过靶向少数几个充分研究的基因启动子和增强子，对一些人工表观遗传药物进行了测试。尽管很早以前这些组蛋白修饰就与基因活性联系在一起，然而人们并不清楚它们是否足以开启基因。而在最新研究中，药物不仅激活了一些基因启动子，相比于以往的方法还更好地开启了邻近的基因。

这表明我们可以前所未有的方式探索数百万的潜在增强子，并且解析疾病状态下，遗传变异的确切功能以及它们与疾病或药物治疗反应的相关性。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Functional annotation of native enhancers with a Cas9–histone demethylase fusion

Epigenome editing

Conclusions about the regulatory function of epigenetic marks such as histone methylation and acetylation are largely based on statistical association with gene expression; deciphering the role an individual mark plays in gene regulation is more challenging. Two recent reports tackle the targeted modification of histones at specific loci using the clustered, regularly interspaced, short palindromic repeats (CRISPR) system. Kearns et al. inactivate enhancers with a histone demethylase fused to nuclease-dead Cas9 (dCas9), and Hilton et al. target loci with an acetyltransferase-dCas9 fusion in order to regulate promoters and enhancers by activating transcription. Both approaches will allow a detailed understanding of the interplay between epigenetic modifications and gene expression.