Cell：新基因条码技术 识别关键癌症免疫基因
2018-10-22 小通 生物通
西奈山医学研究院的科学家开发了一项可以同时分析数百种基因功能的新技术，分辨率可达单细胞水平。该技术依赖于以一种新蛋白为基础的条形码技术，文章发表在《Cell》杂志。
西奈山医学研究院的科学家开发了一项可以同时分析数百种基因功能的新技术，分辨率可达单细胞水平。该技术依赖于以一种新蛋白为基础的条形码技术，文章发表在《Cell》杂志。
西奈山医学研究院的科学家开发了一项可以同时分析数百种基因功能的新技术，分辨率可达单细胞水平。该技术依赖于以一种新蛋白为基础的条形码技术，文章发表在《Cell》杂志。
21世纪初，人类基因组计划测序了超过20000个蛋白质编码基因，至今科学家们还没能表征完所有单个基因的许多功能。人类基因组如何工作，如何使用这些知识预测、预防、治疗甚至治愈疾病，这些都仰仗深入的基因功能研究。
2012年和2013年，科学家建立了一种强大的基因编辑新方法（CRISPR）来确定基因功能，从此CRISPR在科学界掀起了一场风暴。然而，使用CRISPR来研究成千上万个基因及其众多可能的功能，仍然是不小的挑战。
为此，西奈山伊坎医学院的科学家们开发了一款新技术，帮助解决基因组学所面临的前所未有的大规模基因组分析挑战。这项研究由博后学者Aleksandra Wroblewska和Maxime Dhainaut带头，利用合成蛋白“抗原决定簇（epitopes）”标记和追踪不同CRISPRs，该技术所采用的蛋白条形码被称为Pro码（Pro-codes），能够兼容同时使用数百个CRISPRs以敲除大量基因。
现有的集中使用CRISPRs的技术严重依赖于DNA条形码，作为基因功能研究工具分辨率很低。新型Pro码技术让科研人员得以更全面地描述单个基因的生物学效应。
研究人员使用Pro码技术来寻找免疫系统防范癌症的基因。他们创建CRISPRs靶向删除可疑的免疫调节基因，并与Pro码配对，然后将Pro码/CRISPR文库导入乳腺癌细胞，用经过工程改造的可以识别癌细胞的杀伤性T细胞挑战肿瘤细胞，大多数癌细胞被T细胞迅速清除，但也有一些癌细胞负隅顽抗。Pro码技术帮助研究人员确认抵抗细胞中哪些基因发生了丢失，其中一些基因在癌细胞对免疫系统攻击敏感性方面具有未知作用。研究人员还发现了免疫检查点PD-L1的负调控因子，它是癌症免疫治疗的主要临床靶点。
“要全面了解人类基因组还有很多工作要做，我们仍然不知道大多数基因是做什么的，以及它们如何沟通，”免疫研究所副主任、文章通讯作者、遗传和基因组科学副教授Brian Brown博士说。“Pro码技术可以极大地加速后基因组时代的主要目标之一：人类基因组注释。任何发现将是挖掘新药靶基因的关键，正如它已经给我们提供了新癌症免疫学知识一般。”
原始出处：
Aleksandra Wroblewska, et al.Protein Barcodes Enable High-Dimensional Single-Cell CRISPR Screens.Cell.Published online: October 18, 2018
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