CRISPR技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域刮起了一陣旋風(fēng)。如今，表觀基因組的編輯又成為一個(gè)新的熱點(diǎn)。人們對(duì)染色質(zhì)和表觀遺傳修飾進(jìn)行操控，希望借此了解它們對(duì)基因組和細(xì)胞功能的影響。在新一期的《Genome Biology》上，波士頓大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)表綜述，介紹了這方面的進(jìn)展。

染色質(zhì)的DNA和組蛋白上存在著大量的生化修飾。這些修飾提供了重要的附加信息，因此被稱(chēng)為表觀基因組。大量研究表明，表觀基因組在調(diào)控基因組的結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)揮關(guān)鍵作用，包括基因表達(dá)的時(shí)機(jī)、強(qiáng)度和記憶。同時(shí)，表觀基因組的改變也與許多人類(lèi)疾病存在關(guān)聯(lián)，包括大多數(shù)癌癥。

然而，對(duì)于表觀基因組的功能，我們還有很多不甚了解的地方。因此，基因組編輯工具的出現(xiàn)，為研究人員帶來(lái)了一道曙光。這些工具能夠在特定時(shí)間編輯特定位點(diǎn)的染色質(zhì)修飾，讓研究人員直接拷問(wèn)表觀基因組與轉(zhuǎn)錄調(diào)控之間的關(guān)系，并加深對(duì)其功能的了解。有關(guān)發(fā)育和疾病的研究更有望造福人類(lèi)。

近年來(lái)，基因組編輯技術(shù)不斷涌現(xiàn)，包括鋅指核酸酶（ZFN）、類(lèi)轉(zhuǎn)錄激活效應(yīng)物（TALE）和CRISPR/Cas系統(tǒng)。如今，這些技術(shù)被用于定向的表觀基因組編輯，將功能元件招募到感興趣的DNA區(qū)域。然而，染色質(zhì)是一個(gè)復(fù)雜且動(dòng)態(tài)的調(diào)控系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中面臨著*的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

在這篇綜述中，作者回顧了表觀基因組改造的當(dāng)前狀況。具體來(lái)說(shuō)，這些新的工具主要用于研究染色質(zhì)的四個(gè)主要特征：染色質(zhì)修飾的生化多樣性；染色質(zhì)修飾的組合；修飾的記憶和長(zhǎng)期穩(wěn)定性；以及遠(yuǎn)距離空間調(diào)控的可能。作者強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)上的考慮和挑戰(zhàn)，也提出了一些解決問(wèn)題的策略。

作者指出，表觀基因組改造的進(jìn)展對(duì)了解調(diào)控的潛在機(jī)制以及設(shè)計(jì)新的方法來(lái)調(diào)控基因有顯著的影響。正向改造方法讓研究人員能夠直接拷問(wèn)表觀基因組與轉(zhuǎn)錄功能之間的關(guān)系。這些方法可與其他細(xì)胞生物學(xué)方法互補(bǔ)，對(duì)系統(tǒng)探索大型參數(shù)空間特別有用。zui終，表觀基因組編輯有可能成為新形式的基因治療，來(lái)修飾或校正與疾病相關(guān)的表觀基因組狀態(tài)。

“考慮到表觀基因組在自然界中的廣泛應(yīng)用，我們有理由相信，表觀基因組編輯，以及染色質(zhì)修飾的操作，將成為合成生物學(xué)和生物工程的新模式。表觀基因組將不再是一個(gè)有待破譯的復(fù)雜問(wèn)題，而是一個(gè)可利用的強(qiáng)大平臺(tái)，”作者寫(xiě)道.

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