今天我们就来拜读深圳大学第一附属医院（深圳市第二人民医院）973医学合成生物学团队在Nature Methods的文章。
做科研，不是说你能多么精彩的讲述别人的工作，虽然这也很重要，但是更多的是看到目前该领域的问题。正如单细胞领域大神汤富酬所说，能想到未来十年，未来二十年情况的人，是将把握世界的人，那么在cas9领域，在Zhang Feng等人一篇又一篇Science、Cell、 Nature的背后，你觉得这个系统有什么不足？当你使用诺基亚手机的时候，你想到今天我们使用iphone进行大众点评，百度地图，微信，支付宝这些情景吗？那么在2020年，全世界是如何使用cas9？在2025年呢？这里我没有说如何使用cas9，也许那个时候，是另外一个名词或者系统。好的，顺着智能手机的思路，我们所需要的其实就是更便捷，比如你走到家乐福迷路了，有导航告诉你回家的路，你需要打车就有滴滴，其实对于cas9系统也是一样，我们需要智能化的cas9！很简单，就是你越不费劲，就越智能，当然这个前提是你想干一件复杂的事情，比如在古代你想从幽州到长安，可能得花大半年，但现在几个小时就可以，那么对于cas9而言，稍微复杂一点的事情是什么？
最简单的，对于元件而言，倘若他能感知很多信号才发挥作用，那就非常神奇。因为一旦我们可以复杂的操控，对于可以执行包括激活、抑制、切割、表观调控功能等多种的cas9而言，这个意义不言而喻。好了，让我们进入正题，深圳大学973合成生物学课题组的医生们，讲述了怎样的一个故事？
我们知道cas9如果想发挥作用，需要两样东西，一个是cas9一个是gRNA。
gRNA中前20bp序列负责识别相应的DNA序列。那么如果将这20bp遮挡起来，cas9还会不会识别呢？这是不可以的，但是如果我们可控的释放这20bp呢？合成生物学的理念就是来源于自然，高于自然，改造自然。
事实上，自然界中存在一类叫做riboswitch的工具，尤其是在细菌中，这是调节细菌感应代谢物的机制之一。在今年的science paper中，专门有文章，系统性的探究细菌中的riboswitch。具体来讲，当被感应的小分子或者蛋白没有出现的时候，这个时候，RNA会形成一个发卡形式的结构，这个时候，可以将比如RBS（核糖体结合位点）通过碱基配对的方式给藏起来，而当小分子出现的时候，通过小分子与riboswitch相结合，则可以释放相应的序列。当然除了小分子，人们基于SLEXEX筛选的方式，获得多种蛋白的适配体。那么如果将被藏起来的序列换成sgRNA序列是否可以？如果将小分子感应的相应序列换成结合一些蛋白的序列是否可以？一个伟大的idea从课题组科学家等人的头脑中孕育出来。那么这一设计机制是否具有普遍性？是不是对于很多种sgRNA都可以？作为一个感受器，这一机制的敏感性如何？对相应的小分子，蛋白的相应曲线如何？这一系统的具体参数，比如之间的偶联长度等，是否可以优化？
我们一个问题，一个问题来跟随科学家们的脚步来思索：
使用针对于四环素的riboswitch，科学家们，通过使用dcas9去抑制VEGF基因的表达和dcas9-VP64激活相应基因的表达。这里我们可以看到无论是激活还是抑制，与control比较，对于多种sgRNA相应的效果均非常好。
首先科学家们观察是否增加riboswitch元件后影响那个原来sgRNA的效率，从supplemenary Figure1，我们可以看到：
同时还可以看到，最合适的stem区域长度是15bp
上图中标记为黄色的为antisense stem区域
在没有四环素的情况下，按照道理来说，最好的情况应该是sgRNA完全处于关闭状态，当有四环素情况下，sgRNA打开，而且效率最高，那么什么样的一个匹配长度，也就是stem 区域的长度最合适呢？
科学家们，进行了细致的分析，综合两方面的结果，可以看到15bp最满足！
科学家们针对于噬菌体衣壳蛋白MS2进行设计，寻找到MS2的适配体，然后使用TET-－ON系统，在HEK293中表达MS2蛋白，当MS2蛋白表达时候，就可以被sgRNA感知，从而打开sgRNA，进一步激活感兴趣的基因。
当然，可以利用相应的感知系统进行逻辑运算，科学家们，选择P53和HSF1进行相关研究，利用Tenovin-－6和乙醇来提高P53和HSF1的表达，从而表达抑制luciferase酶的表达，从而实现NOT运算。更为出彩的是，除了感知相应的信号，科学家们通过感知特定癌症信号后，而对细胞内信号通路进行重新设定，人工的在不同生物信号通路间架起一座桥梁！
也许我们可以将电影明星如数家珍，但是今天不妨花一分钟，从第一个“也许”开始做起，最后让我们记住英雄的名字，该文第一作者——刘宇辰，该文通讯作者——蔡志明，黄卫人！来自于深圳市第二人民医院（深圳大学第一附属医院）973医学合成生物学项目团队！
