Nature Biotechnology：从“复制粘贴”到“即插即用”——重构哺乳动物基因组工程的“乐高”零件库

在合成生物学的宏伟蓝图中，我们常常将生物系统比作电子电路。工程师们拥有电阻、电容、电感等标准化的 零件清单 （Parts List），通过这些性能可预测的元件，他们能够搭建出复杂的集成电路。在微生物领域，尤其是细菌和酵母中，我们已经拥有了相对成熟的基因元件库。然而，当我们把目光转向更为复杂的哺乳动物系统时，这个 零件箱 却显得捉襟见肘。

长期以来，哺乳动物基因组工程领域，尤其是CRISPR技术的应用，过度依赖于极少数的内源性序列。为了驱动向导RNA（gRNA）的表达，研究人员几乎 独宠 人类的U6启动子（偶尔使用H1或7SK）；而对于gRNA的支架（Scaffold）序列，则几乎完全沿用源自化脓链球菌（Streptococcus pyogenes）的那几个经典设计。

这种 单调 不仅限制了设计的灵活性，更带来了一个棘手的工程学难题：重复序列的不稳定性。当我们需要构建包含多个gRNA阵列的复杂电路时，如果在同一个载体上反复使用完全相同的启动子和支架序列，这些重复的DNA片段就像是诱发基因组不稳定的 定时炸弹 ，极易导致重组丢失，特别是在依赖同源重组机制的酵母组装过程中。

11月11日，《Nature Biotechnology》的研究报道 A parts list of promoters and gRNA scaffolds for mammalian genome engineering and molecular recording ，为我们打破了这一僵局。研究人员通过进化挖掘和合成设计，构建了一个包含数千个非重复、功能多样化且经过定量验证的启动子和gRNA支架 零件库 。