時近歲末，各大雜志接連進行了年終盤點，上周出版的《Nature》雜志也對2011年進行了回顧：365 days: Nature's 10 ，評點了2011年的科技進展，科技政策以及重要人物。其中《Nature Methods》也盤點了年度技術(shù)，選出了2011年zui受關(guān)注的技術(shù)成果：人工核酸酶介導(dǎo)的基因組編輯（genome editing with engineered nucleases）技術(shù)。

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方法技術(shù)從來都是科學(xué)進步的推動力，在生命科學(xué)領(lǐng)域更是如此，去年《Nature Methods》將這一殊榮頒給了光遺傳學(xué)（optogenetic），原因是專家們認(rèn)為這一技術(shù)工具在神經(jīng)科學(xué)，以及細胞生物學(xué)信號通路研究方面具有革命性的促進作用。而今年《Nature Methods》將年度技術(shù)頒給了基因組編輯技術(shù)，理由是認(rèn)為這種技術(shù)能通過在某些物種基因組中進行靶向特異性的突變，從而解答并提出更多的生物學(xué)問題。
也許了解一個基因或者蛋白的功能zui可靠的方法就是特異性干擾其作用，并監(jiān)控帶來的影響，這種逆向遺傳學(xué)分析方法目前已經(jīng)在許多物種中成為了常規(guī)性方法，但是還是存在一些例外，某些物種很難，甚至可以說是不可能完成內(nèi)源性基因位點的靶向突變，要達到這一目的，就必需采用一些更為間接的方法：對應(yīng)的異源位置修改基因的過量表達，或者敲除這一基因（常常進行部分敲除），比如RNA干擾技術(shù)。

而人工鋅指核酸酶介導(dǎo)的基因組編輯技術(shù)，或者稱為基因組定點修飾技術(shù)，則不同，這種技術(shù)原則上能在任何物種基因組的任何位置上進行設(shè)計切除，從而能在內(nèi)源性序列上引入特異性修改。
從技術(shù)發(fā)展的角度來看，實際上人工核酸酶技術(shù)已經(jīng)成為了在多種細胞類型和生物體內(nèi)進行、位點特異性的基因修飾的一個常用工具。這種酶包括有三個主要的類型——鋅指核酸酶 （ZFN），轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶（transcription activator-like effector ucleases，TALENs），以及歸巢核酸內(nèi)切酶（engineered meganucleases），這些技術(shù)都建立在非?；A(chǔ)的研究之上，比如利用ZFN進行物種內(nèi)源性基因修改，就用到了三方面的知識：限制性內(nèi)切酶的作用機理，細胞如何修復(fù)DNA缺口，以及DNA結(jié)合蛋白如何在如此多基因組序列中特異性定位。
這些技術(shù)也毫無疑問能用于臨床上，比如糾正單基因決定的人類疾病中錯誤突變等。今年在這方面就獲得了重要進展——來自費城兒童醫(yī)院等處的研究人員研究人員，利用遺傳工程改造后的ZFNs，在基因組上特定位置誘導(dǎo)雙鏈斷裂，并且在實驗小鼠活體中以具有臨床意義的水平刺激基因組編輯，從而誘導(dǎo)的基因修正。
這種方法利用了鋅指核酸酶*在染色體上定位的優(yōu)勢，避免了傳統(tǒng)基因療法存在插入誘變（insertional mutagenesis）的風(fēng)險，取得了基因組編輯在基因療法上的突破。

這是臨床上基因組編輯技術(shù)2011年取得的一大突破，而在技術(shù)進展方面，今年TALENs也獲得了新成果——雖然ZFNs是*的工具，但是很難設(shè)計，因此難以實際操作。而今年在植物病原菌TAL效應(yīng)子方面的成果促進了基因組編輯技術(shù)向前邁開了一大步，這項研究表明TAL效應(yīng)子能顯著簡化DNA綁定代碼，從而減輕了一些目前存在的，工程改造工具中的問題。
除此之外，令人高興的是可以看到商業(yè)用途ZFNs的價格降低了，比如今年Sigma宣布調(diào)整了CompoZr 鋅指核酸酶（ZFN）產(chǎn)品的價格——CompoZr ZFN 產(chǎn)品全線降價50%。（咨詢CompoZr ZFN 產(chǎn)品具體技術(shù)資料和價格>> >>），而且一些產(chǎn)品能組合工具，幫助研究人員定制所需的核酸酶。同時TALENs以及歸巢核酸內(nèi)切酶也有了商品化產(chǎn)品。到底哪種技術(shù)zui終將取勝，目前還不得而知，畢竟還存在許多未知數(shù)，尤其是一些物種中TALEN的功能。

來源：生物通