精确调控人体内部基因表达能力，即增强保护性基因并抑制有害基因，在疾病治疗和预防方面具有巨大潜力。然而，用于调节基因的标准分子工具（如 CRISPR 系统）因体积庞大，难以包装并递送到人体细胞中。
为此，来自斯坦福大学医学院等机构的研究团队开发了一种超紧凑型基因激活工具——TIGRa。该工具体积小巧，其短小的 DNA 指令可轻松被包装进病毒载体。相关研究论文《TIGRa: An ultra-compact programmable activator enabling multiplexed and efficient gene regulation》已发表在《Cell Stem Cell》期刊上。
超紧凑系统设计原理
TIGRa 基于名为 TIGR-Tas 的基因靶向酶系统，该系统由麻省理工学院 Broad 研究所和哈佛大学研究人员发现。与起源于细菌免疫系统的 CRISPR-Cas 不同，TIGR-Tas 进化于寄生细菌和病毒中，其原有功能曾长期不明。
TIGR-Tas 与 CRISPR-Cas 同属 RNA 引导的 DNA 靶向系统，均利用引导 RNA 作为定位信标，识别并切割匹配的 DNA 片段。科学家可通过定制引导 RNA，将系统导向基因组特定部位。尽管 CRISPR 工具能编辑 DNA 或调控基因表达，但其庞大的体积限制了体内治疗应用。
斯坦福大学研究团队测试了十多种基于不同基因靶向系统的分子原型，意外发现最小的 TIGRa 竟是最高效的基因激活剂。随后，团队进一步优化设计出多种变体：TIGRa-Pro 和 TIGRa-Ultra 在缩小体积的同时增强了激活能力；TIGRa-Mini 则是超小版本，效率约为原始版本的 70%。
作为首个基于 TIGR-Tas 系统的基因激活工具，TIGRa 按氨基酸数量计算，其大小不足同类 CRISPR 基因激活剂的一半，实现了真正的“旅行装”基因工具。
实验验证与应用前景
在细胞实验中，研究团队证实 TIGRa 能够同时激活多达 12 个不同基因。典型案例包括利用 TIGRa 将成体成纤维细胞重编程为诱导多能干细胞（iPSC），该过程需同时激活 7 个关键基因。
在针对视网膜退行性疾病、先天性肌营养不良症和肥胖症等具有治疗意义的基因激活测试中，TIGRa 的表现达到甚至超越了 CRISPR 基因激活器。与 CRISPR 工具类似，TIGRa 进入细胞后可招募转录机制提升目标基因表达，但其在可靶向基因范围及多重基因同时激活效率上更为灵活高效。
在小鼠模型实验中，研究人员利用 TIGRa 激活了视网膜神经节细胞中的两个保护性基因。结果显示，接受治疗的小鼠在青光眼及视网膜退行性疾病模型中保留了部分视力，而未治疗组几乎失明。
该项研究为基因治疗提供了更小、更高效的新型工具，有望推动更多遗传性疾病的临床转化应用。