突破性技术——CRISPR-LICHT

　　

生物学中的许多基本原理和基本上所有调控发育的途径都在所谓的遗传学筛选中得到确认。

基因筛选涉及许多基因逐个失活，通过分析基因丢失的后果，对其功能得出结论。通过这种方法，科学家将大脑形成所需的所有基因识别出来。

基因筛查通常在果蝇和线虫身上进行。在人类中，关于遗传疾病和疾病相关突变的后果有着丰富的知识，但是对它们进行系统分析是不可能的。

现在，奥地利科学院分子生物技术研究所的Knoblich实验室已经开发出一种突破性的技术，可以在人体组织中并行分析数百个基因。他们将这项新技术命名为CRISPR-LICHT，并在《Science》杂志上发表了他们的发现。

文中，他们的研究主体是大脑类器官，Jürgen Knoblich小组用CRISPR-LICHT分析了数百个突变在人脑中的作用。

“这项技术的基础是著名的CRISPR-Cas9技术（该技术于2020年10月获得诺贝尔奖）和双条形码方法的结合。关键的诀窍是应用一个引导RNA，同时也应用一个遗传条形码，我们添加到我们用来培育类器官细胞的基因组中的一段DNA。这使我们可以看到每个类器官的整个细胞谱系，而第二个条形码则让我们可以计算每个起始细胞产生的细胞数量。在这个过程中，我们可以减少噪声对细胞生长的影响。为了描述我们的方法，我们称之为异质组织细胞分辨率的CRIPSR谱系追踪（CRISPR-LICHT）”，联合第一作者、IMBA博士生Dominik Lindenhofer解释道。

研究人员将CRISPR-LICHT应用于小头症，小头症是一种由患者大脑体积缩小和严重精神障碍引起的遗传性疾病。通过这项革命性的新技术，科学家们筛选出所有可能与疾病有关的基因。

IMBA博士后和第一作者之一Christopher Esk说：“我们不仅能够用CRISPR-LICHT识别小头畸形基因，而且我们还发现了控制大脑大小的特定机制”。内质网是控制细胞外基质蛋白分泌的主要中枢。这种机制影响组织的完整性，从而影响大脑的大小，并被确定为小头畸形的原因之一。

果蝇的基因筛查长期以来一直是全基因组筛查的既定工具，在维也纳有着悠久的传统。“维也纳果蝇研究中心”（VDRC）由IMBA的科学家共同开发，是欧洲唯一的果蝇储备中心，拥有世界上最大的果蝇功能基因研究收藏库之一。IMBA的科学主管和小组组长Jürgen Knoblich也扎根于果蝇遗传学，多亏了果蝇，他才对干细胞在大脑发育中的作用有了重要的见解。

“我们非常兴奋地报告说，我们现在可以在复杂的类器官系统中进行常规的基因筛选。该方法可应用于其他类器官模型和任何影响器官形成的疾病。这是一种全新的分析大脑疾病的方法，具有令人难以置信的未来潜力，因为它可以应用于任何脑疾病，包括自闭症，”Jürgen Knoblich说：“我们的工作之所以能够进行，是因为维也纳生物中心的合作精神，我们邻近的Max Perutz实验室和分子病理学研究所的团队也对帮助开发新技术的想法做出了重大贡献。”

原文检索：A human tissue screen identifies a regulator of ER secretion as a brain size determinant

（生物通：伍松）