绿色荧光虫。
通过研究微小的蠕虫，科学家们现在可以一举测试数千种基因突变的影响。
俄勒冈州大学（UO）研究人员开发的一种新的基因编辑技术将之前需要多年的工作压缩到几天内，使动物模型中的新研究成为可能。它将允许生物学家进行实验，比较一种基因的多种版本，寻找导致特定特征的突变，并跟踪其随时间推移的演变。
这类研究通常是识别与人类健康相关的突变，或解开人类疾病背后机制的第一步。
虽然已经为细菌和酵母等单细胞生物开发了大规模基因编辑技巧，但这是首次在动物身上实现这种规模。
“在生物学中，我们花了很多时间研究基因突变体。但在动物中，我们受到一次能制造多少基因突变体的限制，”佐治亚大学帕特里克·菲利普斯实验室的研究生扎克·史蒂文森说，他帮助设计了这项技术。“这是绕过这个瓶颈的方法。”
史蒂文森和他的同事在发布到bioRxiv的预印本中描述了他们的新技术。
High-ThroughputLibraryTransgenesisinCaenorhabditiselegansviaTransgenicArraysResultinginDiversityofIntegratedSequences(TARDIS),bioRxiv().DOI:10./.10.30.
他们已经在秀丽隐杆线虫（C.elegans）身上试用了该系统，这是一种很受欢迎的生物研究物种。史蒂文森说，类似的方法最终可能在其他实验动物中起作用，比如苍蝇或老鼠。
菲利普斯说：“在过去三十年里，微生物的DNA基因工程一直是生物技术革命的基础，但在动物系统中很难做到这一点。”。“我们实验室开发的新方法可以作为一个平台，以一种全新的方式使用简单的动物作为合成生物学的基础，就像细菌和酵母已经被使用了一代人一样。”
科学家们想要同时创造许多基因突变的能力有很多原因。例如，他们可能在寻找一种突变，这种突变可以使动物对某种特定药物产生耐药性，或者在某些条件下更好地生存，或者更不易感染某种疾病。他们可能需要筛选数十种甚至数百种可能的基因变异，才能找到最有效的基因。
这些实验在动物身上进行得非常缓慢。每一个突变菌株——一组经过特定基因修饰的蠕虫——都必须单独进行工程设计。史蒂文森说，制造一个突变体“通常需要7到10个小时的动手时间”。使用这一新系统，“同样需要做三到四个突变的劳动，你可以做成千上万个。”
为了加快速度，史蒂文森和他的同事设计了一种方法，将数百种甚至数千种可能的突变压缩到一个“库”中。库中的每一本书都是基因代码的一小段，没有意义，也没有功能。每一个片段都与目标基因中的一个工程缺口相吻合。
这一设计意味着，研究人员可以将整个突变库注入一个蠕虫体内，而不是单独向许多单个蠕虫注射不同版本的基因。
然后，当蠕虫繁殖时，库就会扩展。在每一个后代中，从突变文库中随机选择一本书来完成靶向基因。当基因库中的一段片段滑入时，它会激活基因，就像拨动开关完成电路一样。
结果是：一群蠕虫都有不同的随机选择的基因突变。
研究人员将他们的技术命名为TARDIS。这里，它代表导致整合序列多样性的转基因阵列。史蒂文森说，就像虚构的TARDIS一样，蠕虫“内部更大”。（也就是说，它含有大量额外的遗传物质。）
研究人员用一种能使蠕虫产生抗生素抗性的基因测试了TARDIS。但他们看到了生物学的广泛应用，包括其他模式生物的研究。
帮助开发TARDIS的UO研究教授StephenBanse表示，这对于研究蛋白质之间的相互作用或细胞之间的信号传导尤其有用。Banse说，这种相互作用通常与理解疾病有关，但科学家通过在酵母或细菌中研究它们，失去了重要的背景。“现在我们可以在动物模型中做这些事情。”
