在CRISPR基因编辑系统改良版的基础上，麻省理工学院（MIT）的研究人员开发出一种新方法，用于筛选保护特定疾病的基因。该研究由埃里森医学基金会（Ellison Medical Foundation）和美国国立卫生研究院（NIH）资助，成果发表于《分子细胞》（Molecular Cell）期刊。

CRISPR（成簇规律间隔短回文重复序列）是细菌与病毒斗争进化出的免疫武器，科学家通过操作Cas9蛋白对目标细胞DNA进行切割，形成CRISPR/Cas9基因编辑系统，已成为生命科学领域最热门的技术之一。传统上，CRISPR用于编辑或删除活细胞中的基因，但MIT团队将其改造为一种筛选工具：通过使Cas9的切割能力失活，并融合转录激活因子，使其在结合目标位点后激活基因表达，而非切割DNA。利用这种“CRISPR激活”（CRISPRa）技术，研究人员构建了包含大量引导RNA（gRNA）的文库，每个gRNA靶向一个特定基因的启动子区域，从而在细胞群体中随机激活不同基因，进而筛选出能够保护细胞免受帕金森病相关蛋白毒性的基因。

研究团队首先在酵母细胞中测试了该系统。他们使用基因工程改造的酵母，使其表达α-突触核蛋白（α-synuclein）——一种在帕金森病患者大脑中形成毒性聚集的蛋白质。通过CRISPRa筛选，他们发现一条特定的gRNA能够强烈激活多个基因，从而显著保护酵母细胞免受α-突触核蛋白的毒性。进一步的基因分析显示，这些被激活的基因编码分子伴侣蛋白（帮助蛋白质正确折叠）、线粒体蛋白（调节能量代谢）以及参与蛋白质包装和运输的蛋白。研究人员推测，分子伴侣蛋白可能帮助α-突触核蛋白维持正确构象，防止其聚集形成有毒寡聚体。

随后，团队在人类神经元中验证了这些发现。他们将筛选出的gRNA对应的同源人类基因在培养的神经元中过表达，发现这些基因同样能够保护神经元免受α-突触核蛋白诱导的死亡。这一结果提示，这些基因可能成为帕金森病治疗的潜在靶点。研究负责人、MIT电子工程与计算机科学及生物工程副教授Timothy Lu表示：“这项技术的艺术性在于，它‘瞄准’的是两个或三个基因，但那些需要被调节以适应疾病的基因组实际上远不止两三个基因。通过这种无偏倚的筛选，我们可以发现那些在神经退行性疾病模型中具有异常强烈保护性活性的RNA。”

波士顿大学生物医学工程助理教授Wilson Wong（未参与该研究）评论道：“这项研究强调了CRISPR/Cas9实际应用的多样性。更有趣的是，他们可以使用酵母作为基因筛选的引子，并识别出对哺乳动物细胞中α-突触核蛋白毒性具有保护作用的RNA。这为使用随机RNA和酵母菌在复杂人类生物学中铺平了道路。”

Lu的实验室目前正在利用该方法筛选与其他疾病（如衰老）相关的保护性基因，并已初步发现一些候选基因。该研究为帕金森病及其他神经退行性疾病的药物靶点发现提供了全新策略。