超過98%的人類基因組由非編碼基因組成。這些非編碼基因被稱為基因組的“暗物質”，它們能調控編碼基因的表達，從而影響人類健康和疾病進程。自從人類基因組序列被公開發(fā)表以來，科學家們努力解析基因中的功能元件，包括非編碼調節(jié)區(qū)——參與轉錄調節(jié)的順式調節(jié)區(qū)和非編碼RNA（ncRNA）。轉錄因子在整個基因組中可能有數(shù)百至數(shù)千個結合位點，因此研究起來非常復雜。常用的兩種研究轉錄因子調控基因表達位點的方法是：1，耗時且復雜的增強子研究；2，在非天然狀態(tài)中克隆增強子或啟動子序列，開展并行研究。近Sanjana等人和Fulco等人的研究都指出，可以利用CRISPR技術在天然狀態(tài)里研究非編碼調控元件的功能。

大規(guī)模的生化試驗使人們發(fā)現(xiàn)了由潛在的、被數(shù)百種蛋白靶向結合的調節(jié)序列。值得一提的是，識別脫氧核糖核酸酶I超敏感位點（deoxyribonuclease I hypersensitive site， DHS）和大規(guī)模染色質免疫沉淀測序（chromatin immunoprecipitation–sequencing， ChIP seq）方法的提出，讓科學家們能夠地解析蛋白與染色質結合的情況。然而，把這些分子和功能調控聯(lián)系起來非常困難。

由于使用不同的CRISPR載體可以無偏向性地敲除蛋白編碼基因，因此CRISPR篩選是研究非編碼基因功能的有力工具。與人類細胞中NGG（前間區(qū)序列鄰近基序）序列上游的基因序列同源的單引導RNA（single guide RNA， sgRNA）可以引導CRISPR系統(tǒng)到達特定基因組位點，從而特異性地引起突變。CRISPR“敲除”篩選研究在基因組規(guī)模上誘導了全基因敲除，并克服了RNA干擾篩選中的諸多限制，例如脫靶效應和敲除不（圖：CRISPR-Cas9篩選方法）。

Sanjana等人使用CRISPR工具來研究黑色素瘤細胞中調控vemurafenib（B-Raf蛋白V600E突變中，600位點的纈氨酸被谷氨酸所替代，而Vemurafenib抑制攜帶了V600E突變的B-Raf蛋白中的絲氨酸 – 蘇氨酸蛋白激酶結構域）抗性的序列。研究人員使用CRISPR工具靶向主要的抗性調節(jié)區(qū)域——NF1（neurofibromatosis type 1，神經纖維瘤病1型基因）、NF2（neurofibromatosis type 2，神經纖維瘤病2型基因）和CUL3（cullin 3，泛素連接酶3）。該方法中，向導RNA和反式激活crRNA（trans-activating crRNA）融合，引導來源于釀膿鏈球菌的Cas9（spCas9）在目標位點處誘導DNA雙鏈斷裂，從而產生突變。結果顯示，靶向CUL3的sgRNA在轉錄起始點為富集。sgRNA富集的區(qū)域，CUL3被敲除，這表明，CUL3似乎與染色體相互作用、組蛋白翻譯后修飾，以及轉錄因子結合位點阻斷的調控區(qū)域相關。

Fulco等人利用CRISPR干擾系統(tǒng)，即利用失活的Cas9和KRAB蛋白融合，沉默靶向序列的表達。這種方法雖然實現(xiàn)了靶向性的基因沉默，但并未引起基因突變。研究者們設計的靶向序列圍繞在MYC和GATA1基因附近（這兩個基因能調控K562紅白血病細胞的增殖）。他們使用病毒感染細胞，將CRISPRi系統(tǒng)載帶進入細胞，然后使用多西環(huán)素誘導dCas9靶向目標序列。他們發(fā)現(xiàn)，sgRNA富集點恰好和包含多個轉錄因子結合位點的DHS重合。更有趣的是，dCas9靶向GATA1或組蛋白脫乙酰酶6（HDAC6）增強子時，都會減少HDAC6表達。這表明，對于共同的增強子（GATA1和HDAC6存在共同的增強子），基因之間存在競爭關系。鑒定出來的MYC增強子的位置與轉錄起始位點、CCCTC-結合因子（CTCF，介導染色質相互作用）結合位點都是吻合的。這可能是MYC調控細胞增殖的機制。