CRISPR：PCR之后最大的基因技術(shù)游戲規則改變者

　　CRISPR，這一強大的基因編輯技術(shù)成為了繼PCR之后最大的游戲規則改變者，給生物界帶來(lái)了巨大的沖擊。不同于其他的基因編輯技術(shù)，它廉價(jià)、快捷且使用方便，由此席卷了世界各地的實(shí)驗室。

　　一方面，研究人員希望能夠利用它來(lái)校正人類(lèi)基因以消除疾病，構建出生命力更強的植物，消滅病原體，以及將之應用于更廣泛的領(lǐng)域;另一方面，除了CRISPR先驅們紛紛成立初創(chuàng )公司，一些制藥公司也開(kāi)始花重金將該技術(shù)收入旗下。

　　今年5月，Juno與張鋒創(chuàng )辦的Editas Medicine達成協(xié)議，利用后者的CRISPR技術(shù)，共同開(kāi)發(fā)癌癥免疫療法CAR-T和TCR，這項合作將為Editas Medicine帶來(lái)7.37億美元。

　　事實(shí)上，CRISPR技術(shù)不僅受到的學(xué)術(shù)界和商業(yè)界的認可，還吸引了《Times》雜志的注意。今年4月，CRISPR“兩大女神”Emmanuelle Charpentier 和 Jennifer Doudna入選了美國《時(shí)代周刊》發(fā)布了2015年全球最具影響力100人名單。

　　把這三個(gè)人的名字放到一起，很難不想到一直牽動(dòng)人心的專(zhuān)利之爭。這場(chǎng)競爭涉及巨大的利益，除了有可能會(huì )獲得學(xué)術(shù)最高榮譽(yù)諾貝爾獎外，更是包含著(zhù)不可估量的商業(yè)利益。按照MIT的報道，最終獲得CRISPR專(zhuān)利的將獲得這項基因編輯系統的所有權利。

　　今年3月、4月Science和Cell雜志相繼推出特別合輯，回顧了CRISPR在不同領(lǐng)域突出成果。這些突破、不僅讓我們看到了CRISPR蘊藏著(zhù)的無(wú)限潛能，更讓我們對克服長(cháng)期危害人類(lèi)健康的難治愈疾病更有信心。

　　那么，2015上半年，CRISPR又創(chuàng )造了哪些重要的成果呢?

　　Science：CRISPR女神發(fā)表新成果(6月26日)

　　來(lái)自加州大學(xué)伯克利分校、德國馬克斯普朗克生物物理化學(xué)研究所的研究人員揭示出了為識別靶DNA，預先組織形成的一種Cas9-導向RNA(gRNA)復合物的構象。這項研究發(fā)布在6月26日的《科學(xué)》(Science)雜志上。文章的通訊作者是加州大學(xué)伯克利分校的Jennifer A. Doudna博士。

　　Nature：進(jìn)化中的CRISPR技術(shù)又有新突破(6月22日)

　　來(lái)自哈佛醫學(xué)院和麻省總醫院的研究者們在6月22日的Nature雜志上發(fā)表了他們新改進(jìn)的CRISPR-Cas9技術(shù)，識別序列的范圍更大，識別也更為精準。

　　Cell：CRISPR揭示驚人發(fā)現，百種蛋白都聽(tīng)命于誰(shuí)?(6月18日)

　　6月18日發(fā)表在《細胞》雜志上的一項研究中，來(lái)自加州大學(xué)圣地亞哥醫學(xué)院的研究人員獲得了一個(gè)令人驚訝的研究發(fā)現：100多種分泌蛋白的磷酸化作用都受到一個(gè)叫做Fam20C的酶的支配。為了深入探討Fam20C對人類(lèi)健康和疾病所起的作用，Dixon研究小組利用了一種新的流行基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9來(lái)刪除了實(shí)驗室培養的肝癌、乳腺癌和骨癌細胞中的Fam20C基因。

　　Nature技術(shù)突破：光控CRISPR-Cas9系統(6月15日)

　　發(fā)表在6月15日《自然生物技術(shù)》雜志上的一項研究中，來(lái)自日本的研究人員報告稱(chēng)他們構建出了更好的CRISPR基因編輯系統：一種光激活的新型Cas9核酸酶使得研究人員能夠在空間和時(shí)間上更好地控制RNA引導的核酸酶的活性。

　　Nature子刊：CRISPR可銷(xiāo)毀“轉基因”生物中特定序列(5月19日)

　　英國《自然?通訊》雜志5月19日在線(xiàn)發(fā)表了一篇合成生物學(xué)論文，描述了一種基于“基因組編輯”CRISPR技術(shù)的的裝置，能銷(xiāo)毀轉基因生物中特定的DNA序列�？刂谱√囟―NA序列銷(xiāo)毀的能力，其應用范圍將包括防止轉基因生物的環(huán)境釋放、幫助生物技術(shù)公司保護知識產(chǎn)權以及避免偷竊等等。

　　Nature：大師級牛人用CRISPR構建癌癥類(lèi)器官(4月29日)

　　用含有干細胞巢蛋白(WNT、R-spondin、表皮生長(cháng)因子EGF)的培養基，可以長(cháng)期培養小鼠和人類(lèi)的腸道干細胞，生成遺傳學(xué)和表型穩定的上皮類(lèi)器官。荷蘭藝術(shù)與皇家科學(xué)院主席、美國國家科學(xué)院院士Hans Clevers教授領(lǐng)導研究團隊，利用CRISPR/Cas9技術(shù)建立了結直腸癌(CRC)類(lèi)器官。這一研究成果發(fā)表在本周的Nature雜志上。

　　Protein & Cell：中國“80后副教授”基因編輯人類(lèi)胚胎，爭議再升溫(4月18日)

　　4月18日，來(lái)自中國中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的“80后副教授”黃軍就在《Protein & Cell》雜志上首次發(fā)表了編輯人類(lèi)胚胎相關(guān)的論文。據Nature新聞描述，這屬世界首例，也證實(shí)了先前關(guān)于有人已經(jīng)在開(kāi)展人類(lèi)胚胎基因編輯研究的傳聞。

　　Nature技術(shù)突破：將CRISPR效率提高19倍(3月23日)

　　CRISPR/Cas系統可以構建出多個(gè)基因精確突變的小鼠，但其效率低下阻礙了生成足夠數量的轉基因小鼠來(lái)建立人類(lèi)疾病模型。通過(guò)添加一種抗癌藥物Scr7到遺傳編輯的受精卵中，科學(xué)家將CRISPR/Cas的效率顯著(zhù)提高了19倍。這一重要的成果發(fā)表在3月23日的《自然生物技術(shù)》雜志上。

　　Nature Communications：用CRISPR技術(shù)根除艾滋病毒(3月10日)

　　3月10日，發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications)雜志上的一項研究中，來(lái)自Salk生物研究所的科學(xué)家們通過(guò)定制許多細菌利用的一種強大的防御系統(CRISPR)，并訓練這一剪刀樣機器來(lái)識別HIV病毒，朝著(zhù)研發(fā)出這樣的一種藥物邁近了一步。

　　張鋒又一篇Cell：讓CRISPR在癌癥領(lǐng)域大放異彩(3月5日)

　　一次CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)被用于整體生物模型中系統地靶向基因組中的每一個(gè)基因。來(lái)自Broad研究所和麻省理工學(xué)院David H. Koch綜合癌癥研究所的一個(gè)科學(xué)家小組，率先利用這一技術(shù)在一個(gè)癌癥動(dòng)物模型中系統地“敲除”(關(guān)閉)了整個(gè)基因組的所有基因，揭示出了與腫瘤進(jìn)化和轉移相關(guān)的一些基因，這為在其他細胞類(lèi)型和疾病中從事類(lèi)似的研究鋪平了道路。這項研究工作在線(xiàn)發(fā)表在3月5日的《細胞》(Cell)雜志上。

　　Cell：用CRISPR構建衰老研究模型(2月12日)

　　斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們找利用一種基因組編輯工具箱構建出了可在自然短壽的非洲青鳉魚(yú)中研究衰老的平臺。研究人員希望這些魚(yú)將成為了解、預防及治療老年疾病的一個(gè)有價(jià)值的新模型。他們將這項研究工作發(fā)布在2月12日的《細胞》(Cell)雜志上。

　　Nature Methods: 新方法終結CRISPR-CAS9爭論(2月9日)

　　2月9日，發(fā)表在《Nature Methods》上的一項研究中，科學(xué)家們成功證實(shí)CRISPR-Cas9在人類(lèi)細胞中有精確的打靶作用，他們開(kāi)發(fā)出一種強大、敏感、無(wú)偏見(jiàn)和具有成本效益的方法——Digenome-seq，可在全基因組范圍內檢測人類(lèi)細胞中的CRISPR/Cas9脫靶效應。

　　Cell Stem Cell：華人科學(xué)家發(fā)布新成果，大大提高CRISPR效率(2月5日)

　　2月5日，發(fā)表在《細胞干細胞》雜志上的一項研究中，Gladstone研究所的科學(xué)家們發(fā)現了一種有效提高CRISPR技術(shù)效率的方法。通過(guò)與斯坦福大學(xué)的同事進(jìn)行合作，研究人員鑒定出兩種小分子化合物能夠顯著(zhù)提高插入細胞DNA中的新遺傳信息。

　　Nature Biotechnology：精確檢測CRISPR脫靶效應的新方法(1月19日)

　　CRISPR和TALENs作為新興的基因組編輯技術(shù)，雖然優(yōu)勢多多，但是仍然被脫靶效應所困擾。美國希望之城貝克曼研究所和浙江大學(xué)第一附屬醫院的研究人員開(kāi)發(fā)出一種新策略，有望幫助人們檢測這種意想不到的結果。這項成果于1月19日在線(xiàn)發(fā)表于《Nature Biotechnology》雜志上。

　　Cell：華人學(xué)者發(fā)布CRISPR重要成果——scRNA(1月15日)

　　日前，加州大學(xué)的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了一種CRISPR支架RNA(scRNA)。scRNA編碼了靶位點(diǎn)和調控功能，能同時(shí)實(shí)現對不同基因的激活和抑制。這項研究發(fā)表在1月15日的Cell雜志上。

　　一場(chǎng)胚胎編輯引發(fā)的全球爭論

　　以上列舉的15篇論文中，大家印象最深的可能不是三大頂級期刊中的任何一篇，而是《Protein & Cell》雜志上中國“80后副教授”基因編輯人類(lèi)胚胎的論文。俗話(huà)說(shuō)，人紅是非多，技術(shù)也沒(méi)能逃過(guò)這個(gè)命運。在一項項激動(dòng)人心的研究結果出來(lái)的同時(shí)，關(guān)于是否應該對人類(lèi)胚胎進(jìn)行編輯的爭議不斷升級。

　　對于這件事，美國的態(tài)度明確且強硬。近日，美國眾議院正在涉入針對人類(lèi)胚胎是否應當被修改以引入遺傳變化的爭論。其2016財政年度開(kāi)支法案的美國食品藥品監督管理局(FDA)部分將禁止該機構把錢(qián)用于評估關(guān)于此類(lèi)產(chǎn)品的研究或臨床申請。

　　此外，針對此事件，《Nature Biotechnology》聯(lián)系了全球社區的50名研究人員、倫理學(xué)家和商業(yè)領(lǐng)袖對CRISPR改造人類(lèi)生殖細胞會(huì )引發(fā)的問(wèn)題發(fā)表評論。張鋒表示，仔細評估生殖細胞編輯的倫理學(xué)意義非常重要。我們要在哪里劃定邊界確定哪些是在生殖細胞中可接受編輯的生物性狀，哪些不是?

　　圈點(diǎn)

　　自關(guān)注CRISPR技術(shù)以來(lái)，一方面，它在研究領(lǐng)域突破不斷;另一方面，它在商業(yè)界不斷吸金。與之相關(guān)的大牛人物也受到了廣泛的關(guān)注。究竟最后它的專(zhuān)利會(huì )歸誰(shuí)所有?究竟它最后能將生命科學(xué)領(lǐng)域顛覆到怎樣的程度?究竟它的發(fā)明者最后能不能得諾貝爾獎?這些問(wèn)題，時(shí)間會(huì )給我們答案。