2016年度最佳技术文章TOP12（CRISPR、测序、自噬测定、染色质分析……）

每年，Cell杂志旗下的“Best of...”系列会评选出主刊和子刊中的最佳研究和综述类文章。截止目前，Cell、Cell Reports、Cell Metabolism、Cell Stem Cell、Cancer Cell、Molecular Cell等10几种期刊均已推出“Best of 2016”合集。

去年年底，探索君曾在《Cell：2016年度最佳文章出炉！（基因编辑、免疫疗法、Zika病毒、冷冻电镜……）》一文中为大家详细回顾了2016年发表在Cell杂志上的最佳论文及综述，涉及的研究方向包括CRISPR、免疫疗法、类器官、阿尔兹海默症、Zika病毒等。

今天，小编要为大家介绍的是Molecular Cell Best of 2016系列。该合集回顾了2016年的一些突出技术进展，包括了2篇Previews、1篇Minireview、1篇Review以及8篇技术论文（Technology Articles）。

该杂志编辑称，2016年，科学家们开发和升级了一些技术来提高研究的速度和便利度。其中，基因组编辑技术CRISPR-Cas9再一次成为焦点。此外，研究人员也开发出了能够更容易、更快分析复杂数据集的新工具。那么，具体究竟有哪些技术入选呢？随小编一起看看吧。

1A Highly Sensitive and Robust Method for Genome-wide 5hmC Profiling of Rare Cell Populations

DNA甲基化分析技术

2016年7月28日发表的这项研究提出了DNA甲基化分析新技术。具体来说，在这篇文章中，研究人员描述了一种高度敏感的选择性化学标记和捕获方法（nano-hmC-Seal）。利用这一技术，研究人员评估了不同造血分化阶段5-hydroxylmethylcytosine（5hmC）的分布和动力学。利用Nano-hmC-Seal分析纯化的Tet2突变急性髓系白血病（AML）小鼠干细胞，研究人员鉴定出了白血病特异性的羟甲基化区域。研究证实，AML中5hmC模式的改变与差异性基因表达密切相关。总结来说，这一技术为在体内疾病模型和有限的临床样本中研究和检测DNA甲基化动力学提供了一种有效的方法。

2CRISPR-Barcoding for Intratumor Genetic Heterogeneity Modeling and Functional Analysis of Oncogenic Driver Mutations

基于CRISPR的新技术

瘤内遗传异质性是肿瘤进化以及适应不同环境的基础。在这一研究中，利用CRISPR/Cas9技术和特殊的DNA条形码（DNA barcodes），研究人员设计了一种用于描述和追踪含感兴趣突变的癌细胞亚群情况的方法。他们利用这一技术模拟了肺癌细胞抵抗EGFR抑制剂的不同机制，并评估了联合治疗的疗效。通过克服当前方法的固有局限，CRISPR-barcoding还可以对大多数类型的遗传修饰进行调查。研究者们认为，CRISPR-barcoding是一种简单且高度灵活的方法，有望极大促进对特定突变的功能研究。

3Visualizing the Path of DNA through Proteins Using DREEM Imaging

结构生物学新技术

许多细胞功能需要多蛋白-DNA复合体的组装。结构生物学的发展旨在描绘这些动态结构。先前技术的一个重要限制是多蛋白复合物中DNA的定位问题。在这一研究中，科学家们将原子力显微镜（atomic force microscopy，AFM）与静电力显微镜（electrostatic force microscopy，EFM）结合，开发了一种能够解决这一问题的、非常灵敏的dual-resonance-frequency-enhanced EFM （DREEM）技术。对核小体和DNA错配修复复合物进行成像发现，DREEM不仅能够揭示DNA缠绕组蛋白的路径，还能揭示DNA穿过单一蛋白和多蛋白复合体的路径。

4Elucidating Combinatorial Chromatin States at Single-Nucleosome Resolution

染色质分析技术

ChIP-seq技术对科学家们认识染色质的结构和功能起了很大的帮助，但也具有一定的局限性。这一研究报告了新的combinatorial-iChIP技术的发展，希望能够改善研究者们对染色质组合复杂性（combinatorial complexity）的理解。

5An Autophagic Flux Probe that Releases an Internal Control

自噬测定技术

巨自噬（Macroautophagy）是一种细胞内的降解系统。这一过程是利用自噬体将胞质成分传递到溶酶体中进行降解。这一研究提出了一种称为GFP-LC3-RFP-LC3DG的荧光探针，用于评估自噬潮（autophagic flux）。利用这一探针，研究人员成功测定了斑马鱼和小鼠胚胎及组织中的自噬潮。研究人员认为，GFP-LC3-RFP-LC3DG探针是一种用于评估培养细胞以及整个生物体自噬潮的简单且定量的方法。

6DNA Breaks and End Resection Measured Genome-wide by End Sequencing

一种测序技术

DNA双链断裂（DNA double-strand breaks，DSBs）会出现在转录、DNA复制以及抗原受体变化的过程中。对DSBs的错误靶向（Mistargeting）或错误处理可能会导致结构的变异和突变。这一研究描述了一种能够在碱基对分辨率下监测DNA末端切除和DSBs的灵敏方法——END-seq。

7A Multiplexed System for Quantitative Comparisons of Chromatin Landscapes

染色质分析技术

对组蛋白修饰的全基因组分析能够提供对特定细胞类型调控元件和程序的系统了解。然而，传统的ChIP-seq技术并不能捕获组蛋白修饰水平的定量信息，且需要大量的原始材料，样本处理过程也不简便。该研究提出了一种被称为Multiplexed indexed T7 ChIP-seq（Mint-ChIP）的技术来克服这些限制。作者们表示，这一技术能够实现对罕见细胞型、基因型以及药物治疗等条件下的染色质状态动力学的定量研究。

8The Oscillating Stimulus Transporter Assay, OSTA: Quantitative Functional Imaging of Transporter Protein Activity in Time and Frequency Domains

转运蛋白测定技术

跨膜转运蛋白对所有的生命形式都至关重要。然而，转运蛋白目前的测量方法在很多方面都存在不足。这一研究提出了一种被称为Oscillating Stimulus Transporter Assay （OSTA）的技术。由于OSTA能够连续测定转运蛋白的活动，因此能够被用于检测对药物和其它刺激的时间依赖性响应。作者们表示，这一技术有望极大促进转运蛋白功能特异性的研究以及药物的高通量筛选。

9From Protein-RNA Predictions toward a Peptide-RNA Code

这篇Previews主要介绍了一种被称为“proteome-wide approaches”的技术，用于鉴定与RNA交联的肽（the peptides that are crosslinked to RNA）。

10Minute-Made Data Analysis: Tools for Rapid Interrogation of Hi-C Contacts

这篇Previews主要介绍了可快速、可靠处理Hi-C数据的两种新工具——Juicer和Juicebox。

11RNA Matchmaking: Finding Cellular Pairing Partners

这篇Minireview主要介绍了用于鉴定活细胞中互相作用的RNA序列的方法。该技术为理解RNA的结构和功能奠定了基础。

12Methods for Optimizing CRISPR-Cas9 Genome Editing Specificity

基因组编辑技术CRISPR-Cas9的发展正帮助研究人员以前所未有的精确度和灵敏度来理解基因功能。通过直接纠正致病突变，该技术表现出了治疗遗传疾病的巨大潜能。虽然Cas9酶的脱靶效应一直让人担忧，但向导RNA选择、新酶的发现以及脱靶检测方法等方面的进步正不断改善该技术的特异性。这篇Review回顾了这一领域的重大挑战和突破，汇总了优化CRISPR特异性的关键工具和策略。作者们强调，基因编辑工具的使用者们应该努力建立测定和报告脱靶效应的标准化方法，同时要持续对其特异性进行改进。