需要合适的蛋白质靶标来开发新的基于抗癌药物的治疗。写自然，Behan等。1和Chan等人。2，在eLife中，Lieb等人。3，报告某些在DNA修复过程中存在缺陷的肿瘤需要一种叫做Werner综合征ATP依赖性解旋酶(WRN)的酶才能存活。如果发现WRN的抑制剂，这些分子可能是进一步测试的有希望的候选药物。

想象一下，科学家可以进行一项实验，揭示人类基因组中几乎每个基因在癌症中的失调情况。更好的是，如果这样的调查还提供了一个路线图，用于在尝试开发针对癌细胞的治疗时如何选择目标，但对正常细胞无毒?一种称为CRISPR-Cas9的基因编辑技术在称为功能基因组学的方法中实现了这一点。使用该技术，可以扰乱基于细胞的癌症模型(包括在体外或体内动物模型中生长的人类细胞)中几乎每种基因的功能，并且可以测量每种扰动对癌细胞存活的影响。

CRISPR可用于突变，抑制或激活的任何靶向人基因4，5。在功能基因组学中，通过培养大量细胞然后扰乱每个细胞中的一个基因，在单个实验中评估基因功能。通过测量编码工程RNA分子(称为单指导RNA; sgRNA)的DNA序列的每个样品中的浓度来辅助该方法，所述RNA分子是CRISPR基因编辑过程所需的。当在这样的实验中编码特定sgRNA的DNA存在于癌细胞样品中时，这意味着sgRNA靶向的基因不是细胞存活所必需的。然而，如果未检测到编码sgRNA的DNA序列，则表明sgRNA靶向的基因是癌细胞活力所必需的，并且含有它的那些细胞死亡，从而从样品中消除了sgRNA编码序列。

Behan等。报告他们开发的在线数据库，他们称之为Project Score。它是癌症研究人员的一个平台，它合并了Behan及其同事用于CRISPR的全基因组编辑的大规模数据，以及之前发表的关于所用癌症模型的基因组学信息。该资源包括超过500万个CRISPR介导的扰动数据，用于阻止324个基于细胞的癌症模型中单个基因的表达(产生所谓的基因敲除)，代表人类中30种类型的癌症。这种系统的努力使得能够鉴定癌细胞赖以生存的基因，以及驱动癌细胞增殖的基因。

在数据库中，作者对这种功能基因组学数据的综合分析与其他样本数据一起提供。例如，存在关于肿瘤细胞基因组的信息，例如全基因组的序列或基因组的蛋白质编码区的序列。还可获得每种基于细胞的癌症模型的基因表达谱，其揭示癌细胞中与每种模型中天然存在的特定肿瘤驱动改变相关的脆弱性。这些包括称为癌基因和肿瘤抑制因子的基因类型的突变，其分别与促进或阻断癌症形成有关。该平台由Behan等人开发。补充了类似的努力，称为癌症依赖地图6，7，这些资源应该加速癌症研究。例如，这些方法可以指导目标优先次序，以开发可能在多种类型的癌症中有效的治疗。

人类中的许多癌症都是由称为功能丧失突变的基因突变驱动的，这种突变会使基因失活，从而不再编码功能蛋白。在癌症中，此类突变通常发生在肿瘤抑制基因中。因为这些突变导致不存在蛋白质，所以它们不提供用药物直接靶向异常蛋白质的机会。然而，丧失功能的突变可以通过被称为合成致死原理呈现依赖于特定基因的癌细胞8，9。合成致死率是两个基因之间的关系，其中基因A和基因B都丧失是致命的，而细胞可以耐受任一基因的丢失。如果我们能够理解肿瘤抑制基因的失活如何重新启动癌细胞以推动肿瘤进展，那么这种知识可用于实施能够特异性杀死这种突变癌细胞的策略。

合成致死率指向新鲜治疗方法的可能性通过研究证明，肿瘤抑制基因BRCA1或BRCA2中的功能丧失突变与一种称为PARP的酶的抑制相结合，证明合成致死性9。BRCA1和BRCA2经常在乳腺癌，卵巢癌和前列腺癌中发生突变，并且招募BRCA突变患者的临床试验已经批准三种PARP抑制剂用于癌症治疗9。这些和其他成功激发了许多努力寻找合成致死的遗传关系，涉及常见的突变肿瘤抑制基因，如TP53，PTEN和RB1。尽管这种努力产生药物靶标的巨大潜力，但仍然存在挑战：研究人员如何系统地寻找合成致死的基因关系?现在，功能基因组学方法提供了一种方法。

Behan等人分析了项目得分和癌症依赖性图谱中的CRISPR敲除数据集。和Chan等人。两组均发现WRN是一种能够解开DNA并且是RecQ蛋白家族成员的解旋酶，在具有一种称为微卫星不稳定性(MSI)的基因组改变的癌症中是必不可少的。Lieb等人。在MSI和WRN之间发现了类似的合成致死关系，使用了一种涉及RNA干扰技术的功能基因组学方法。

MSI是一系列肿瘤类型癌症进展的常见驱动因素，包括结肠癌，胃癌，子宫内膜癌和卵巢癌。当在称为DNA错配修复的DNA损伤修复系统中发生错误时就会出现这种情况。许多不同基因(例如MLH1和MSH2)的失活可导致错配修复的缺陷。Behan和Chan及其各自的同事发现，如果编码WRN的基因也被抑制，错配修复所需的基因突变会导致合成致死。他们使用在体外和体内研究的细胞中测量细胞DNA修复缺陷和细胞死亡机制的实验来表征这种合成致死率。这种强烈且特异的合成致死依赖性的发现代表了开发治疗具有MSI的癌症的方法的努力的重大进步。

作为这种合成致死相互作用特异性的确切分子机制仍有待确定。例如，为什么这种WRN依赖性仅发生在患有MSI的肿瘤中，而不发生在具有其他形式的基因组不稳定性的肿瘤中?有趣的是，这种遗传相互作用非常具体;Behan等人，Chan等人的实验。和Lieb等人。证明WRN的抑制，但不抑制与WRN相同途径起作用的其他四种RecQ解旋酶，在DNA错配修复缺陷的癌症中是合成致死的。下一代功能基因组学方法承诺对个体遗传相互作用进行更高分辨率的表征，这不仅可以揭示过程中涉及的基因，还可以揭示这些基因如何影响细胞。这样的方法还应该使科学家能够阐明背后合成致死性的一个特定示例的机制10，11。

WRN具有解旋酶活性和核酸外切酶活性(从DNA链中去除核苷酸的能力)。Behan等人，Chan等人。和Lieb等人。证明了WRN解旋酶活性的破坏，而不是其外切核酸酶活性，是他们观察到的合成致死效应所必需的。WRN可能被小分子抑制剂靶向。进一步的研究可能能够开发出可以在患有MSI的癌症中进行测试的有效和特异性WRN解旋酶抑制剂。这些发现举例说明了基因组学和功能基因组学相结合的方法 - 表征已经存在于癌症模型中的遗传改变，然后评估实验诱导的扰动对其他基因的影响 - 可以揭示重要的癌细胞依赖性并提供治疗途径革新。

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需要合适的蛋白质靶标来开发新的基于抗癌药物的治疗。写自然，Behan等。1和Chan等人。2，在eLife中，Lieb等人。3，报告某些在DNA修复过程中存在缺陷的肿瘤需要一种叫做Werner综合征ATP依赖性解旋酶(WRN)的酶才能存活。如果发现WRN的抑制剂，这些分子可能是进一步测试的有希望的候选药物。

想象一下，科学家可以进行一项实验，揭示人类基因组中几乎每个基因在癌症中的失调情况。更好的是，如果这样的调查还提供了一个路线图，用于在尝试开发针对癌细胞的治疗时如何选择目标，但对正常细胞无毒?一种称为CRISPR-Cas9的基因编辑技术在称为功能基因组学的方法中实现了这一点。使用该技术，可以扰乱基于细胞的癌症模型(包括在体外或体内动物模型中生长的人类细胞)中几乎每种基因的功能，并且可以测量每种扰动对癌细胞存活的影响。