近年来，锌指蛋白、TALE、CRISpR/Cas9这些基因组编辑技术得到了飞速发展。科学家们现在能以前所未有的简便性和准确性，在功能水平上研究各种生物的基因组。

针对这一充满活力的新兴领域，Genome Biology杂志邀请加州大学的Jennifer A. Doudna和杜克大学的Charles Gersbach担任客座编辑，隆重推出了基因组编辑特刊。Jennifer A. Doudna是CRISpR技术的共同开发者，曾因这一技术获得了“生命科学突破奖”（Breakthrough prize），也是CRISpR专利的有力竞争者。

这场基因组编辑的盛宴覆盖了基因组编辑技术在各个方面的应用，基因组编辑研究和计算方法的新进展，天然CRISpR/Cas系统的新发现，以及基因组编辑技术面临的挑战和机遇。值得注意的是，这份特刊收录了国内外多项华人成果，足见华人学者在这一领域做出的卓越贡献。

Quality control, modeling, and visualization of CRISpR screens with MAGeCK-VISpR

高通量的CRISpR筛选，已经在功能基因组学研究中显示出巨大的潜力。哈佛大学Dana-Farber癌症研究所的刘小乐 (X. Shirley Liu)教授领导研究团队，为CRISpR筛选开发了一套综合质控（QC）、分析和可视化工作流程。（相关报道：刘小乐教授：CRISpR高通量筛选的新算法）

Optimizing sgRNA structure to improve CRISpR-Cas9 knockout efficiency

引导RNA（sgRNA）是CRISpR-Cas9系统中的关键组分，它结构对CRISpR-Cas9的敲除效率影响很大。目前我们常用的sgRNA双链部分较短，包含连续的胸腺嘧啶。德州理工大学的Haoquan Wu领导研究团队，系统分析了这两个因素对敲除效率的影响。他们发现，延长sgRNA的双链部分，将第四个胸腺嘧啶突变为胞嘧啶或鸟嘌呤，可以显著甚至剧烈提升CRISpR-Cas9的基因敲除效率。

p16-specific DNA methylation by engineered zinc finger methyltransferase inactivates gene transcription and promotes cancer metastasis

p16 基因的DNA甲基化是癌症发展中最常见的事件之一。此前人们发现，p16失活会促进癌细胞的生长和转移，但还不确定p16 DNA甲基化是不是癌转移的驱动者。北京大学肿瘤医院的研究团队在锌指蛋白的基础上建立了p16特异性的甲基转移酶，并由此证实p16特异性DNA甲基化的确可以失活基因转录和促进癌转移。这一成果发表在十一月二十三日的Genome Biology杂志上，文章的通讯作者是北京大学肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所的邓大君教授和张宝珍副教授。（相关报道：北京大学发表癌症表观遗传学研究）

Network analysis of gene essentiality in functional genomics experiments

近年来，研究基因重要性（gene essentiality）的基因组学技术发展很快，比如CRISpR和shRNA筛选。哈佛大学Dana-Farber癌症研究所的刘小乐 (X. Shirley Liu)教授发现，蛋白互作网络与基因表达或组蛋白标签整合起来，可以很好的预测基因重要性，显著提高CRISpR和shRNA筛选结果的质量。她和同事在此基础上开发了预测基因重要性的新方法，并将其命名为NEST（Network Essentiality Scoring Tool）。

研究人员用NEST全面分析了最近的全基因组CRISpR筛选数据。研究显示，CRISpR筛选得出的基因重要性，很大程度上依赖于生物学网络中互作基因的表达水平。NEST不仅能够很好的用于CRISpR和shRNA筛选，还可以进行其他类型的基因组数据分析，比如评定ChIp-seq靶基因的优先次序，或者在肿瘤分析数据中鉴定存活基因。（相关报道：刘小乐教授发布CRISpR实用工具）

WU-CRISpR: characteristics of functional guide RNAs for the CRISpR/Cas9 system

CRISpR/Cas9系统当前面临着一个很大的问题，那就是缺乏设计sgRNA的有效生物信息学工具。为了解决这一迫切的需要，华盛顿大学的王小伟（Xiaowei Wang）博士领导研究团队揭示了功能性引导RNA的特点，为人们提供了设计引导RNA的新工具。这一成果发表在十一月二日的Genome Biology杂志上。

研究人员对CRISpR RNA-seq数据进行分析，鉴定了许多代表高效sgRNA的新特征。他们在此基础上开发了一个生物信息学工具，可以帮助研究者们设计更加有效的sgRNA。这些sgRNA和设计工具可以在WU-CRISpR网页上免费获取。（相关报道：华人学者推出CRISpR新设计工具）

Egg cell-specific promoter-controlled CRISpR/Cas9 efficiently generates homozygous mutants for multiple target genes in Arabidopsis in a single generation

组成型过表达CRISpR/Cas9基因组编辑系统生成的拟南芥突变体，通常在T1代是嵌合体。中国农业大学的研究人员利用卵细胞特异性启动子驱动Cas9的表达，高效获得了多个靶基因的非嵌合性T1突变体。他们还对不同组合的启动子和终止子进行比较，在此基础上优化了卵细胞特异性启动子控制的CRISpR/Cas9系统。（相关报道：中国农大权威期刊发表CRISpR研究）

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：Special Issue：Genome editing