运用CRISPR基因编辑技术

本文为深度编译，暗区仅供交流学习，杜克大学不代表智子说观点

杜克大学的研究人员 ，运用CRISPR基因编辑技术 ，究绘在人类基因组的制基“暗区”中
，发现了一批此前未被识别的因组暗区突围透视工具DNA片段 。这些神秘的暗区区域，负责调控细胞感知并响应其局部环境物理特性的杜克大学机制。

理解这些DNA序列如何影响细胞的新研身份与功能，可能为那些涉及组织物理特性改变的究绘疾病（包括纤维化、癌症、制基中风），因组以及神经退行性疾病 、暗区衰老等长期问题，杜克大学提供新的新研治疗靶点。该研究已发表于《科学》（Science）期刊。

细胞周围的局部环境，对其功能表现以及在不同组织中的发育特性，具有关键的暗区突围挂 锁头 透视作用。我们已经知道 ，激素、细胞因子等信号，乃至药物 ，都能塑造基因的表达。但组织的“硬度”或外部的物理作用力等机械结构，是如何影响细胞功能的，至今仍未被完全明晰 。

“细胞微环境中的暗区突围透视辅助机械刺激，是诸多基础细胞过程的强效调控因子 ，包括细胞的生长、死亡 、分化和迁移”，杜克大学生物医学工程系教授 、先进基因组技术中心（CAGT）主任查理·格斯巴赫指出 ，“我们知道这些物理刺激在组织发育
 、再生、衰老以及疾病（如纤维化和肿瘤形成）中起着关键作用
 ，暗区突围透视辅助工具免费但其具体的作用机制
，一直难以被理解 。”

“人类基因组中，仅有1%至2%的部分负责编码基因 。其余98%的基因组，显然在塑造细胞特性  、本尊科技环境响应及疾病易感性方面发挥着重要作用，但直到最近，我们才拥有了能够探究这部分‘暗基因组’功能的暗区突围透视工具工具”
，格斯巴赫的合作者克劳福德教授指出 。

为理解细胞感知其机械环境的机制，他们的团队制备了能够模拟不同组织硬度的水凝胶，并在这些凝胶上培养细胞。研究人员随后运用测序工具
，绘制出“开放染色质”（即可被访问的DNA）的区域图谱，从而确定了在每种硬度的凝胶上，细胞的基因表达与基因组结构所发生的变化。

“在不同的暗区突围透视外挂购买凝gel上培养仅20小时后
，我们就观察到数千个基因的表达水平发生了变化，以及近五万个基因组区域的结构发生了改变” ，杜克大学生物医学工程副教授布伦特·霍夫曼表示，“这凸显了机械微环境对细胞生物学的深远影响 。”

更具挑战性的，是确定“暗基因组”中的哪些变化
，是通过增强特定基因的活性
，来影响细胞功能的。为此，团队运用CRISPR技术，系统性地抑制了DNA各个区域的活性 ，并进而评估其对细胞生长和迁移的影响。

那些因局部环境的物理特性而改变其结构、影响了细胞的生长或迁移 、并调控了特定基因表达的区域 ，被研究团队命名为“机械增强子”（mechano-enhancers） ，以体现其调节细胞对环境响应的功能。

为了进一步解析“机械增强子”的功能及其在疾病中的作用，研究团队证实，在特发性肺纤维化（IPF）这种疾病中，这些“机械增强子”正在调控着与该疾病相关的基因活性。

“绘制这些‘机械增强子’的分布图，能深化我们对纤维化和癌症等、涉及组织力学特性改变的疾病机制的理解，并可能为开发新的药物靶点 ，或通过工程化手段来改变细胞感知病理性机械环境的方法，提供依据”，该研究的博士后研究员布莱恩·科斯格罗夫表示。

作者信息

米凯拉·马丁内斯（My-kahla Martinez），杜克大学