CRISPR-Cas9原本是細菌在漫長的進化史中演化出的重要防御機制。規律成簇的間隔短回文重復CRISPR與內切酶Cas9的組合，可以在引導RNA的指引下，靶標并切割入侵者的遺傳物質。 2012年研究者們利用這一特點，將CRISPR系統發展成了強大的基因組編輯工具?，F在CRISPR-Cas9基因組編輯系統的應用延伸到了基因敲除、刪除、染色體重排、RNA編輯、全基因組篩選等眾多領域。

用CRISPR/Cas9進行遺傳篩選是對基因組進行功能分析的有力方法。雖然人們已經為人類和鼠類開發了基因組規模的CRISPR文庫，但越來越多的研究者希望采用其他CRISPR酶對其他生物的特定基因進行研究。此前，他們只能針對目的基因一個個的設計sgRNA。

德國癌癥研究中心DKFZ的研究團隊對此進行了深入研究，成功開發了一個設計自定義sgRNA文庫的整合性生物信息學工具，CLD（CRISPR library designer）。這項研究發表在前不久的Genome Biology雜志上。

據介紹，CLD軟件適用于所有基因組已注釋的生物，能夠有效設計自定義的sgRNA文庫，支持經過改良的CRISPR酶，可以靶標基因組的非編碼區域。為了證實該軟件的實用性，研究人員用CLD設計了針對TRAIL通路的自定義文庫，包括12,471個sgRNA。他們在此基礎上進行篩選，鑒定了TRAIL通路所有已知的必要元件。

CRISPR篩選可以系統可靠地在不同條件下分析基因重要性。眾所周知，生物學網絡中高度關聯的蛋白對于細胞生存尤為重要。此前人們已經通過整合蛋白互作網絡，改善了RNAi篩選的結果。這意味著，蛋白互作網絡應該也能提高CRISPR篩選結果的質量。哈佛大學Dana-Farber癌癥研究所的劉小樂 (X. Shirley Liu)教授領導研究團隊，在此基礎上開發了預測基因重要性的新方法，可以很好的用于CRISPR篩選等功能基因組實驗。

缺乏設計引導RNA（sgRNA）的有效生物信息學工具，是CRISPR/Cas9應用面臨的一大問題。為了解決這一迫切的需要，華盛頓大學的王小偉（Xiaowei Wang）博士領導研究團隊揭示了功能性引導RNA的特點，為人們提供了設計引導RNA的新工具。他們對CRISPR RNA-seq數據進行分析，鑒定了許多代表高效sgRNA的新特征。研究人員此基礎上開發的生物信息學工具，可以幫助研究者們設計更加有效的sgRNA。

想必現在已經沒有哪個分子生物學家還未聽過CRISPR的大名。然而大部分人可能還不清楚這一革命到底是如何發生的。與過程相比，做科研的人似乎更注重結果。一旦某個事實被牢固地建立起來，背后的曲折路徑就顯得不那么重要了。著名遺傳學家、美國科學院院士Eric S. Lander教授卻不這么看。他認為，了解科研進展背后的人和事能讓我們獲益良多。對于邁入科研門檻不久的學生來說，對科學發現有一個真實的概念特別重要，不僅有重要的指導意義還能帶來關鍵性的啟發。為此，Lander教授花幾個月的時間完成了這篇文章，并將其發表在本期的Cell雜志上。