成簇的规则间隔回文重复不是一件令人难以置信的事情，但它将成为 21 世纪最大的科学突破。这种技术被称为 CRISPR，它使科学家能够修改和改变细胞的基因组成，在治疗遗传疾病和增强人类健康方面具有深远的潜力。

CRISPR 确实正在改变您周围的世界——曼彻斯特正在引领潮流。

事实上，该大学的转基因中心是英国唯一一个不仅使用 CRISPR-Cas9 还培训其他人这样做的核心设施，使曼彻斯特大学成为进行基因编辑研究的地方。


CRISPR 是如何工作的？

CRISPR 是一种重新设计的细菌免疫系统。细菌能够通过切割它们的 DNA 来摧毁入侵的病毒，曼彻斯特的科学家在他们的研究中使用了这种 DNA 切割特性。

CRISPR 就像一把小剪刀，在特定点切割目标 DNA，然后我们可以利用它来进行所需的更改。这可能是从细胞中去除整个基因，或者是在培养皿或小鼠的细胞中模拟人类遗传疾病的非常具体的微小变化。

应用的简便性和速度使得 CRISPR 比以前的方法更加用户友好，现在研究人员可以快速生成更准确的实验模型，显着提高研究的有效性和速度。

Antony Adamson 博士是转基因部门的高级实验官。

大卫·布鲁博士

David 的实验室致力于了解导致炎症的分子和细胞机制，目的是确定新的药物靶点。

“当我九年前作为博士后研究员第一次来到大学时，直接编辑基因还不太可能，也不太普遍。现在，我所做的 99% 的工作都以某种方式使用 CRISPR-Cas9 形式的基因编辑”，安东尼说。

“几乎在一夜之间，我们从传统的转基因工作方法转向使用 CRISPR。

“与世界各地的同事一起工作，我们已经设法解决了早期使用 CRISPR 时遇到的一些问题，现在很容易在 10 年前不可想象的时间内生成准确的模型。”

CRISPR-Cas9 的使用激增可以从该部门最近的扩张中看出，该部门现在已经招募了额外的员工来应对日益增长的服务需求。


使用 CRISPR 教授下一代科学家

该部门还与教学同事合作，将 CRISPR 纳入教学大纲。

“CRISPR 彻底改变了基因组工程，必须成为近代基因研究中最重要的技术发展之一”

疾病建模和基因组工程的专业模块可以在大学学习，作为基因组医学理学硕士的一部分，或作为持续专业发展的独立课程。

这看到安东尼和讲师福布斯曼森博士教学生如何设置 CRISPR 实验以及运行它所需的科学技术。

“CRISPR 彻底改变了基因组工程，必须成为近代基因研究中最重要的技术发展之一”，福布斯说。

“该技术对人类遗传疾病的研究和治疗具有巨大意义，因此，该领域当前和未来的研究人员了解其许多应用以及如何使用它至关重要。”

该模块回顾了 CRISPR 基因组工程的理论和实际应用，其中包括设计 CRISPR 试剂的实践课程。

“参加这个模块的学生和研究人员将带着技能和知识离开，为这个快速发展且极其重要的领域做出贡献”，福布斯解释说。

案例研究：CRISPR 在行动

由 David Brough 博士领导的 Brough 实验室最近发表了一篇论文，该论文使用 CRISPR 更仔细地检查炎症。

发表在《自然》的科学报告上，该团队修改了编码一种叫做白细胞介素-1 (IL-1α) 的分子的基因，该分子被认为在许多脑部疾病的发展中发挥作用，如中风和阿尔茨海默氏症。

与大多数炎症蛋白相比，IL-1α 是不寻常的。在蛋白质上，有一个小序列将 IL-1α 引导到大多数炎症蛋白不去的细胞部分——细胞核。该团队想找出这种特殊性质存在的原因，并更好地了解 IL-1 α 在细胞中相互作用的机制。

为此，他们使用 CRISPR 并靶向负责将 IL-1α 转运到细胞核的 DNA 代码。在这样做的过程中，研究小组发现 CRISPR 的选择性比以前认为的要低得多，并且可以通过分子的非编码区导致意想不到的效果。

细胞DNA分为两部分：编码区和非编码区。编码区是 DNA 代码中活跃的部分，用作构建蛋白质的指令。非编码区是“无活性”DNA；未被读取的 DNA，因此不会继续产生蛋白质。

该团队为 CRISPR 提供了他们希望其靶向的方向，并将其置于 IL-1α 基因上。然而，CRISPR 在 DNA 的编码区和非编码区都发生了突变。该团队很快发现，IL-1α 不再产生，而不是产生不转运到细胞核的改良版 IL-1α。

“当我意识到我们失去了 IL-1α 的表达时，我的心跳漏了一拍，”博士生迈克丹尼尔斯说，他在研究中发挥了不可或缺的作用。“值得庆幸的是，我们能够追上它，并最终做出了一个非常重要的发现”。  

“这个结果起初似乎是失败的”，大卫说。“我们能够利用这种挫折不仅发现非编码 DNA 的微小变化可以阻止蛋白质的产生，而且还可以更深入地了解 CRISPR 技术。”

该团队利用这一经验向世界各地的科学家传达了一个重要信息。CRISPR 可能导致意想不到的结果，必须采取预防措施来防止这些结果。

“我们希望这一发现将提高 CRISPR 的成功率，并有助于这种突破性技术的发展，”大卫说。

在短短六年内，CRISPR 已从一个有趣且尚未得到充分研究的细菌系统发展成为大学转基因部门的中心和旗舰硕士课程的关键部分。

今年，随着 CRISPR 从其激动人心的早期阶段进入人体临床试验，该大学将在完善 CRISPR 和创建实际生物医学应用所需的工具方面发挥关键作用。

该大学 99% 的转基因实验现在使用 CRISPR。