破解 CRISPR 密碼：城大開啟更精準基因編輯之門

這項技術名為 CRISPR，全名是「成簇規律間隔短回文重複序列（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）」，是創新的分子生物學基因工程方法，可精準修改生物體基因組。

不過，當中一個障礙是，CRISPR 必須要有密碼才能啟動編輯。這組密碼就是名為 PAM（protospacer adjacent motif，間隔區相鄰基序）的DNA訊號，它位於目標基因旁邊。

沒有密碼，就無法編輯。

城大生物醫學院的鄭宗立教授解釋：「這有點像雙重認證系統的第一步。只有當密碼正確時，第二步驗證（例如手機驗證）才會被啟動。不過，尋找特定 CRISPR 工具所需的『密碼』始終困難重重，這也大大增加了新型 CRISPR 工具的發掘與特性解析的難度。」

然而，鄭教授的團隊已經成功破解了這道密碼。相關成果已發表於 Nature Biomedical Engineering 期刊，論文題為GenomePAM directs PAM characterization and engineering of CRISPR-Cas nucleases using mammalian genome repeats。

破解密碼的原理是這様的：這項嶄新的 GenomePAM 方法能直接在人類細胞中精準繪製出 CRISPR 工具所需的「密碼」。不同於以往受限的人造虚拟系統（例如在每10個細胞中隨機測試1至3條序列），GenomePAM 借助人类细胞基因组 DNA 中、緊鄰重複序列的天然隨機「密碼本」（每一個單細胞中測試上萬條序列），能更快速及精準地判定 CRISPR 工具在人体细胞内可識別的 PAM 序列。傳統技術通常僅能推斷 4 至 6 個字母的密碼，GenomePAM 則能輕鬆解讀至少 10 個字母，大幅提升了解析能力。

鄭教授補充道：「GenomePAM 還讓我們評估某一 CRISPR 工具的效能。更重要的是，在考量所有可能的PAM序列後，能精確推斷其在基因組中的切割準確度。這對提升基因編輯療法的安全至關重要。」

這項研究對生物醫學領域蘊藏極大的發展潛力。透過掌握 CRISPR 工具的密碼，GenomePAM 為基因研究提供了一個更豐富的工具箱。與過往依賴細菌或試管的傳統方法不同，GenomePAM 能直接在人類細胞內運作，提供更準確且具臨床相關性的結果。這項技術可大幅縮短開發新療法工具所需的時間，並讓研究人員得以設計出更聰明、更靈活的 CRISPR 系統，適用於更多様的基因目標。

那麼，這是否意味著那些曾經束手無策的疾病，未來或許將有治癒的方法？鄭教授態度審慎：「我們能確定的是，GenomePAM 能大幅加速基因編輯工具的研發，從而推進精準基因編輯與臨床藥物開發。」