CRISPR筛选方法利用有色细胞核揭示关键基因

识别与疾病相关的基因是生物医学研究的主要挑战之一。波恩大学和波恩大学医院（UKB）的研究人员开发了一种方法，可以更容易、更快地识别它们：它们照亮细胞核中的基因组序列

与使用既定方法的复杂筛查相比，NIS-Seq方法可用于研究人类细胞中几乎任何生物过程的遗传决定因素。该研究现已发表在《自然生物技术》上

人类大约有20000个基因。它们决定了我们的身体如何运作，我们如何发育以及细胞如何繁殖。“例如，某些基因负责重要的免疫反应，但也参与危及生命的炎症过程，”英国临床化学和临床药理学研究所研究小组组长、波恩大学Immunosension2卓越集群成员Jonathan Schmid-Burgk教授说。“我们的研究兴趣是鉴定这些基因，以便更好地治疗疾病。”

传统方法：高强度和有限谱

CRISPR筛选方法可用于系统地检查基因在细胞中的功能。Schmid-Burgk解释说：“CRISPR用于关闭每个细胞中的随机基因。”。“然后，我们富集特定生物过程被改变的细胞，并鉴定被关闭的基因。”

这个过程非常复杂：对于所研究的每个过程，都必须建立一种富集相关细胞的方法，例如使用细胞分选机。另一个弱点是：CRISPR筛查并非在每种细胞类型中都能很好地发挥作用——尤其是人类免疫细胞往往无法在多阶段过程中存活

新方法：用显微镜简单检测有色细胞核波恩的研究人员现在开发了一种光学CRISPR筛选方法，可以更容易、更快速地鉴定重要基因：核原位测序，简称NIS-Seq。“CRISPR也在这里使用，”Schmid-Burgk教授研究小组的博士生、该研究的第一作者Caroline Fandrey解释道。“然而，我们可以在细胞还活着的时候观察细胞中的几乎任何生物过程，以确定所涉及的关键基因。”

研究人员使用了一种技巧来做到这一点：除了CRISPR序列外，他们还将所谓的噬菌体启动子引入细胞基因组，这会放大CRISPR序列，并通过使用不同的颜色使其可见。使用常规荧光显微镜可以在每个细胞核中检测到彩色五彩纸屑，以揭示哪个基因已被关闭。

不到100个细胞发现了相关基因

“使用NIS-Seq，我们目前需要大约一周的时间来鉴定相关基因，”Marius Jentzsch说，他也是Schmid Burgk教授的博士生，也是该论文的第一作者。“对于传统的CRISPR筛查，根据细胞的功能精确分离细胞通常需要几个月的时间。”

新方法的另一个优点是，它几乎适用于所有细胞，即使是特别小或不活跃的细胞，只要它们有细胞核。在这项研究中，研究人员成功分析了来自两个物种的八种细胞类型。Schmid-Burgk说：“我们相信，我们的方法将成为鉴定细胞过程中遗传关键因素的标准工具。”