任兵教授利用CRISPR发现新型增强子

加州大学的研究团队开发了基于CRISPR/Cas9的高通量筛选策略，并由此发现了一类新型增强子。这项研究发表在一月二十六日的Genome Research杂志上，文章的通讯作者是加州大学的任兵（Bing Ren）教授。

　　

生物通报道：人类基因组只有不到2%编码蛋白质，因此解析非编码DNA的功能是一个很大的挑战。科学家们已经通过分析DNA甲基化、染色质修饰、核酸酶敏感性、转录因子结合，在人类基因组中预测了数百万个调控序列，但只有少数序列在天然条件下得到证实。

加州大学的研究团队为此开发了基于CRISPR/Cas9的高通量筛选策略，并由此发现了一类新型增强子。这项研究发表在一月二十六日的Genome Research杂志上，文章的通讯作者是加州大学的任兵（Bing Ren）教授。

研究人员用自己开发的CRISPR/Cas9方法，在人胚胎干细胞（hESC）中研究了1Mbp POU5F1位点的174个候选调控序列。他们鉴定了POU5F1转录所必需的两个经典调控元件，一个启动子和一个近端增强子。

此外，研究人员还还意外发现了一类新型增强子。研究显示，这种增强子以一种独特的方式促进POU5F1转录。干扰增强子序列会导致暂时的POU5F1转录损失，但POU5F1转录能在几轮细胞分裂之后完全恢复。这项研究为人们展示了CRISPR高通量筛选在非编码DNA功能研究中的实用性，还揭示了人类细胞中的基因调控新层面。

任兵教授早年毕业于中国科技大学，现为加州大学圣地亚哥分校Ludwig癌症研究所基因调控实验室主任，主要从事哺乳动物细胞基因调控网络分析及细胞表观遗传学调控机制的研究。近年来在Science、Nature,、Cell国际权威杂志上发表了一系列重要的研究成果。

2014年09月任兵教授在Molecular Cell杂志发表文章，展示了甲基化和去甲基化对增强子活性的调节。他和同事在小鼠胚胎干细胞中绘制了5mC和5hmC的单碱基高分辨率图谱。5mC是哺乳动物基因组中最常见的一种表观遗传学修饰，由DNA甲基转移酶催化，广泛参与了细胞对基因表达的调控。5hmC作为5mC的一个衍生品，是DNA去甲基化的一个中间产物。这项研究表明，甲基化和去甲基化决定了细胞分化过程中的转录组重编程。（更多详细信息参见：何川、任兵、徐国良Cell子刊发表表观遗传学新成果）

2015年2月，任兵教授领导的两个国际研究小组在Nature杂志上发表了两篇研究论文，空前详细地分析了整个人类基因组的表达变异和调控，及其与染色体结构的对应关系。研究人员描述了多种组织中染色质结构、调控与基因表达的相互影响，对于深入了解正常生理和疾病机制有极大的价值。（更多详细信息参见：任兵教授两篇Nature文章发布表观基因组重要成果）

2015年6月，任兵教授在美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表了一种新测序技术，MPE-seq。染色质结构对于DNA转录、复制和修复非常关键，决定着基因的表达和细胞的生理状态。MPE-seq可以对染色质结构进行有效的全基因组分析。这种直观的分析法将成为MNase-seq的重要补充，揭示在基因表达调控中具有重要意义的染色质结构。（更多详细信息参见：任兵教授PNAS发表重要测序技术）

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：A new class of temporarily phenotypic enhancers identified by CRISPR/Cas9 mediated genetic screening