2022年7月22日，上海科技大學生命學院池天課題組，在線發表學術論文“Large-Scale Multiplexed Mosaic CRISPR Perturbation in the Whole Organism"（最新影響因子：66.850）。

　　生命學院池天課題組2016級博士劉波（已畢業）、2018級博士生荊征宇、2019級博士生張校銘、2014級博士陳玉鑫（已畢業）、2015級博士毛少帥（已(yi)畢業(ye)）為(wei)本文共(gong)同第一作者。

　　池天教授為通訊作者。

　　上海科技大學為第一完成單位。本工作得到孫建龍、林照博、黃行許實驗室的幫助。

文章簡介

　　本篇文章報道了一種嶄新的小鼠基因打靶技術iMAP（inducible Mosaic Animal for Perturbation），快速鑒定了90個基因在39種組織的基本功能，構建了世界首張小鼠“擾動圖譜"。

　　早在2001年，國際人類基因組計劃就公布了人類基因組序列。但目前為止，約兩萬個哺乳動物蛋白編碼基因在500多種細胞中的功能仍鮮為人知。要解碼這些基因的細胞特異性功能，必須將其分別在各種細胞中敲除（擾動）再鑒定其細胞表型，即描繪“擾動圖譜"。但用傳統的基因打靶方法，無法快速有效地描繪擾動圖譜，成為功能基因組學領域久攻不下的瓶頸。池天課題組的成果為突破上述瓶頸、系統性解(jie)碼全部(bu)基因在各(ge)種細胞中的功能，邁出了關(guan)鍵一步。

　　iMAP融合(he)(he)了Cre-loxP和CRISPR-Cas9技術，其(qi)核(he)心組成部(bu)分(fen)是一個(ge)(ge)轉基(ji)(ji)因(yin)序列(lie)，它由U6啟動子和下(xia)游一串gRNA表(biao)(biao)達單(dan)(dan)位(wei)構(gou)成。轉基(ji)(ji)因(yin)通常只(zhi)表(biao)(biao)達第?個(ge)(ge)sgRNA，而(er)利用(yong)藥物（他莫昔芬）激(ji)活Cre，導致轉基(ji)(ji)因(yin)重組，可使其(qi)余的sgRNA也得(de)以表(biao)(biao)達，但每個(ge)(ge)細(xi)胞只(zhi)隨機表(biao)(biao)達其(qi)中?個(ge)(ge)。這些sgRNA可在Cas9的幫助(zhu)下(xia)敲除(chu)(chu)相應的靶基(ji)(ji)因(yin)，從而(er)將小鼠轉化為嵌合(he)(he)體(ti)。利用(yong)這種(zhong)(zhong)嵌合(he)(he)體(ti)，可同時鑒定多個(ge)(ge)基(ji)(ji)因(yin)分(fen)別在多種(zhong)(zhong)細(xi)胞里的功(gong)能，也可衍生(sheng)出多種(zhong)(zhong)傳統的單(dan)(dan)基(ji)(ji)因(yin)敲除(chu)(chu)品系用(yong)于后續實(shi)驗。

圖1. iMAP原理

　　研究團隊首先構建了一個iMAP品系，它攜帶61個gRNA 表達單位，共靶向6個功能已知的標志基因。該品系證明了iMAP的魯棒性，包括展示轉基因起碼能穩定傳13代。隨后構建的iMAP品系攜帶100個gRNA表達單位，靶向90個功能不甚清晰的基因，以此構建了一個微型擾動圖譜，揭示了這90個基因分別在39個組織/細胞中對細胞存活、擴增、分化的影響。

圖2. 微型擾動圖譜。展示100個sgRNA分別在39個組織/細胞類型中的豐度

　　研究團隊還進一步通過簡單的配繁，從iMAP鼠衍生出多個傳統的單基因敲除品系，證明了iMAP 的另一重要用途。

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——以上圖片截自期刊
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