一项全新的全基因组规模图谱首次系统揭示了单个基因如何塑造人类诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPSCs）的转录组景观。该资源发表于《自然·生物技术》，共记录了在250余万单细胞中扰动11692个表达基因的效应，为理解多能性干性的维持与调控机制搭建了参考框架。
该研究题为《人类诱导多能干细胞全基因组规模CRISPR干扰（CRISPRi）扰动图谱》。
人类iPSC几乎可分化为所有类型的细胞，但目前学界对该细胞状态下绝大多数基因的功能仍知之甚少。该研究通讯作者、加州大学圣地亚哥分校生物工程系Prashant Mali博士表示，研究团队利用CRISPR干扰（CRISPRi）技术系统性逐一抑制基因表达，检测敲低后全转录组的变化，旨在填补这一研究空白。Mali指出：“最终得到的参考图谱可实现对几乎任意基因的扰动效应的查询，即该基因扰动对干细胞生物学行为的影响，本研究中以全转录组水平的变化作为量化指标。”
该数据集揭示了不同基因的扰动效应可聚类为共有的分子特征，明确了蛋白复合物、代谢通路与自我更新相关基因之间的功能关联。通过对数千组基因扰动对应的转录表型进行关联分析，研究人员重构了多能性状态调控图谱，既覆盖了已知的调控模块，也发现了此前未被报道的全新调控单元。
研究团队通过挖掘该图谱鉴定到了全新的干细胞生物学调控因子：证实ZBTB41是调控代谢的关键因子，RNF7参与多能性调控，并通过代谢示踪、免疫荧光、蛋白互作实验完成了验证。基于该资源，研究人员还开展了A-to-I RNA编辑调控因子的全基因组筛选，发现DBR1是腺苷-肌苷转化的强效调控分子。
该研究的共同第一作者、Mali实验室的生物工程系博士生Yesh Doctor将该图谱称为干细胞研究人员的“假说生成引擎”：科研人员无需开展数千组扰动实验，仅需查询这一开放获取的图谱，即可筛选参与分化、代谢或疾病相关通路的候选基因。Doctor表示：“研究人员可以通过该平台查询基因功能，在此基础上构建研究假说，无需自行开展相关筛选实验。”
除基础生物学研究外，研究团队认为该图谱可为计算建模提供基础支撑。该数据集的规模大、一致性高，非常适合用于训练预测基因型-表型关联的人工智能系统。Mali表示：“这类全面的全基因组筛选得到的参考图谱，不仅对基础科学发现具有极高价值，也为后续开发用于基因型-表型预测的计算工具和AI工具提供了重要的数据资源。”
该开放获取的图谱已公开发布，为理解基因如何调控人类干细胞干性提供了全新参考，也为虚拟疾病建模和药物靶点发现提供了工具平台。
专业注释：
1. CRISPR干扰（CRISPRi）：可特异性抑制靶基因转录的基因编辑工具
2. A-to-I RNA编辑：转录后修饰，腺苷脱氨基转化为肌苷的过程
3. 诱导多能干细胞（iPSC）：经重编程得到的多向分化潜能细胞