清华汪小我等人开发CRISPRsgRNA设计工具
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七月二十三日，清华大学自动化系的汪小我和美国斯坦福大学的LeiSQi博士带领的研究小组，在国际权威杂志《Bioinformatics》发表一项最新研究。随着越来越多使用CRISPR/Cas9进行基因编辑和调控的实验数据，该研究小组根据这些已发表的研究总结的一套sgRNA设计规则，开发出了一种综合性的计算工具。他们报道了一种全基因组sgRNA设计工具，并提供了一个在线网站，用于预测高效而特异的sgRNA。
七月二十三日，清华大学自动化系的汪小我和美国斯坦福大学的LeiSQi博士带领的研究小组，在国际权威杂志《Bioinformatics》发表了题为“CRISPR-ERA:acomprehensivedesigntoolforCRISPR-mediatedgeneediting,repressionandactivation”的研究论文。随着越来越多使用CRISPR/Cas9进行基因编辑和调控的实验数据，该研究小组根据这些已发表的研究总结的一套sgRNA设计规则，开发出了一种综合性的计算工具。他们报道了一种全基因组sgRNA设计工具，并提供了一个在线网站，用于预测高效而特异的sgRNA。他们将这一工具命名为CRISPR-ERA，可用于CRISPR介导的基因编辑、抑制和激活。
本文通讯作者分别是清华大学信息科学与技术国家实验室（筹）的汪小我和斯坦福大学的LeiSQi博士。中国科学院院士、清华大学自动化系的李衍达院士也是本文共同作者。
细菌的适应性免疫系统CRISPR，是近年来发展起来的一种功能强大且多功能的基因组工程技术，包括基因编辑（修改基因组序列）和基因调控（抑制或激活基因的表达）。该系统是高度可编程的，利用一个单一的蛋白质，核酸酶Cas9用于基因编辑，或核酸酶缺陷型dCas9用于基因调控。
要进行精确的和可编程的DNA打靶，就必需一个单向导RNA（sgRNA）。有效和特异的基因组工程需要精心设计sgRNA，这仍然是一个巨大的挑战。计算工具已被用来帮助设计CRISPR编辑的sgRNA，但不能用于其他用途，如转录调控。这些计算工具将使得研究人员能够进行自动的sgRNA设计和脱靶位点的验证。
基于此，该研究小组所开发的这种工具，一个主要目标是解决sgRNA设计所存在的矛盾，从而能够进行有效和高特异性的基因抑制或激活，也可产生全基因组的sgRNA文库，用于不同生物体的遗传筛选。
在这项研究中，研究人员描述了CRISPR-ERA网站服务器，是一种自动的、综合的sgRNA设计工具，用于CRISPR介导的基因编辑、抑制和激活（editing,repressionandactivation,ERA）。CRISPR-ERA利用一种快速算法，搜索全基因组sgRNA结合位点，并利用目前发表的CRISPR编辑、抑制和激活数据中所总结的一套规则，评估了它们的有效性和特异性。设计特点是有注释的，可以在一个基因组浏览器中可视化靶位点。研究人员还提供了产生全基因组sgRNA文库的本地版本。
（生物通：王英）
注：汪小我，男，1999.9-2003.7清华大学自动化系自动化专业，获工学学士学位；2003.9-2008.7清华大学自动化系控制科学与工程-生物信息学专业,获博士学位；2007.9-2008.3美国冷泉港实验室，国家公派联合培养博士生；2008.7-2011.11清华大学自动化系，讲师；2011.12至今，清华大学自动化系副教授。学术兼职国家自然科学基金评审人，担任Bioinformatics、BMCBioinformatics、PLoSOne、Chromatin、Epigenetics、TheAnnalsofAppliedStatistics、APBC2009、APBC2010、《科学通报》、《遗传学报》等国内外期刊和会议的审稿人。研究领域：生物信息学、微小RNA（microRNA）的计算系统生物学研究、基因表达调控网络分析、表观遗传学研究、高通量测序数据的分析与算法开发、合成生物学等。
生物通推荐原文摘要：CRISPR-ERA:acomprehensivedesigntoolforCRISPR-mediatedgeneediting,repressionandactivation.Abstract:TheCRISPR/Cas9systemwasrecentlydevelopedasapowerfulandflexibletechnologyfortargetedgenomeengineering,includinggenomeediting(alteringthegeneticsequence)andgeneregulation(withoutalteringthegeneticsequence).TheseapplicationsrequirethedesignofsingleguideRNAs(sgRNAs)thatareefficientandspecific.However,thisremainschallenging,asitrequirestheconsiderationofmanycriteria.SeveralsgRNAdesigntoolshavebeendevelopedforgeneediting,butcurrentlythereisnotoolforthedesignofsgRNAsforgeneregulation.WithaccumulatingexperimentaldataontheuseofCRISPR/Cas9forgeneeditingandregulation,weimplementacomprehensivecomputationaltoolbasedonasetofsgRNAdesignrulessummarizedfromthesepublishedreports.Wereportagenome-widesgRNAdesigntoolandprovideanonlinewebsiteforpredictingsgRNAsthatareefficientandspecific.WenamethetoolCRISPR-ERA,forCRISPR-mediatedediting,repression,andactivation(ERA).