深圳子科生物報道：西奈山醫(yī)學(xué)研究院的科學(xué)家開發(fā)了一項可以同時分析數(shù)百種基因功能的新技術(shù)，分辨率可達單細(xì)胞水平。該技術(shù)依賴于以一種新蛋白為基礎(chǔ)的條形碼技術(shù)，文章發(fā)表在《Cell》雜志。

21世紀(jì)初，人類基因組計劃測序了超過20000個蛋白質(zhì)編碼基因，至今科學(xué)家們還沒能表征完所有單個基因的許多功能。人類基因組如何工作，如何使用這些知識預(yù)測、預(yù)防、治療甚至治愈疾病，這些都仰仗深入的基因功能研究。

2012年和2013年，科學(xué)家建立了一種強大的基因編輯新方法（CRISPR）來確定基因功能，從此CRISPR在科學(xué)界掀起了一場風(fēng)暴。然而，使用CRISPR來研究成千上萬個基因及其眾多可能的功能，仍然是不小的挑戰(zhàn)。

為此，西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們開發(fā)了一款新技術(shù)，幫助解決基因組學(xué)所面臨的前所未有的大規(guī)模基因組分析挑戰(zhàn)。這項研究由博后學(xué)者Aleksandra Wroblewska和Maxime Dhainaut帶頭，利用合成蛋白“抗原決定簇（epitopes）”標(biāo)記和追蹤不同CRISPRs，該技術(shù)所采用的蛋白條形碼被稱為Pro碼（Pro-codes），能夠兼容同時使用數(shù)百個CRISPRs以敲除大量基因。

現(xiàn)有的集中使用CRISPRs的技術(shù)嚴(yán)重依賴于DNA條形碼，作為基因功能研究工具分辨率很低。新型Pro碼技術(shù)讓科研人員得以更全面地描述單個基因的生物學(xué)效應(yīng)。

研究人員使用Pro碼技術(shù)來尋找免疫系統(tǒng)防范癌癥的基因。他們創(chuàng)建CRISPRs靶向刪除可疑的免疫調(diào)節(jié)基因，并與Pro碼配對，然后將Pro碼/CRISPR文庫導(dǎo)入乳腺癌細(xì)胞，用經(jīng)過工程改造的可以識別癌細(xì)胞的殺傷性T細(xì)胞挑戰(zhàn)腫瘤細(xì)胞，大多數(shù)癌細(xì)胞被T細(xì)胞迅速清除，但也有一些癌細(xì)胞負(fù)隅頑抗。Pro碼技術(shù)幫助研究人員確認(rèn)抵抗細(xì)胞中哪些基因發(fā)生了丟失，其中一些基因在癌細(xì)胞對免疫系統(tǒng)攻擊敏感性方面具有未知作用。研究人員還發(fā)現(xiàn)了免疫檢查點PD-L1的負(fù)調(diào)控因子，它是癌癥免疫治療的主要臨床靶點。

“要全面了解人類基因組還有很多工作要做，我們?nèi)匀徊恢来蠖鄶?shù)基因是做什么的，以及它們?nèi)绾螠贤ǎ泵庖哐芯克敝魅巍⑽恼峦ㄓ嵶髡?、遺傳和基因組科學(xué)副教授Brian Brown博士說?！癙ro碼技術(shù)可以極大地加速后基因組時代的主要目標(biāo)之一：人類基因組注釋。任何發(fā)現(xiàn)將是挖掘新藥靶基因的關(guān)鍵，正如它已經(jīng)給我們提供了新癌癥免疫學(xué)知識一般?！?

原文檢索：Protein Barcodes Enable High-Dimensional Single-Cell CRISPR Screens