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CRISPR-Cas9技术
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重磅回顾：2015年CRISPR技术重大突破
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重磅回顾：2015年CRISPR技术重大突破
CRISPR，这一强大的基因编辑技术成为了继PCR之后最大的游戏规则改变者，给生物界带来了巨大的冲击。不同于其他的基因编辑技术，它廉价、快捷且使用方便，由此席卷了世界各地的实验室。　　　　一方面，研究人员希望能够利用它来校正人类基因以消除疾病，构建出生命力更强的植物，消灭病原体，以及将之应用于更广泛的领域；另一方面，除了CRISPR先驱们纷纷成立初创公司，一些制药公司也开始花重金将该技术收入旗下。　　　　今年5月，Juno与张锋创办的Editas Medicine达成协议，利用后者的CRISPR技术，共同开发癌症免疫疗法CAR-T和TCR，这项合作将为Editas Medicine带来7.37亿美元。　　　 　事实上，CRISPR技术不仅受到的学术界和商业界的认可，还吸引了《Times》杂志的注意。今年4月，CRISPR“两大女 神”Emmanuelle Charpentier和Jennifer Doudna入选了美国《时代周刊》发布了2015年全球最具影响力100人名单。　　　　把这三个人的名字放到一起，很难不想到一直牵动人心的专利之争。这场竞争涉及巨大的利益，除了有可能会获得学术最高荣誉诺贝尔奖外，更是包含着不可估量的商业利益。按照MIT的报道，最终获得CRISPR专利的将获得这项基因编辑系统的所有权利。　　　　今年3月、4月Science和Cell杂志相继推出特别合辑，回顾了CRISPR在不同领域突出成果。这些突破、不仅让我们看到了CRISPR蕴藏着的无限潜能，更让我们对克服长期危害人类健康的难治愈疾病更有信心。　　　　那么，2015上半年，CRISPR又创造了哪些重要的成果呢？　　 　　Science：CRISPR女神发表新成果（6月26日）　　 & 　 　来自加州大学伯克利分校、德国马克斯普朗克生物物理化学研究所的研究人员揭示出了为识别靶DNA，预先组织形成的一种Cas9-导向RNA(gRNA) 复合物的构象。这项研究发布在6月26日的《科学》(Science)杂志上。文章的通讯作者是加州大学伯克利分校的Jennifer A.Doudna博士。　　　　Nature：进化中的CRISPR技术又有新突破（6月22日）　　　　来自哈佛医学院和麻省总医院的研究者们在6月22日的Nature杂志上发表了他们新改进的CRISPR-Cas9技术，识别序列的范围更大，识别也更为精准。　　　　Cell：CRISPR揭示惊人发现，百种蛋白都听命于谁？（6月18日）　　　 　6月18日发表在《细胞》杂志上的一项研究中，来自加州大学圣地亚哥医学院的研究人员获得了一个令人惊讶的研究发现：100多种分泌蛋白的磷酸化作用都 受到一个叫做Fam20C的酶的支配。为了深入探讨Fam20C对人类健康和疾病所起的作用，Dixon研究小组利用了一种新的流行基因编辑技术 CRISPR/Cas9来删除了实验室培养的肝癌、乳腺癌和骨癌细胞中的Fam20C基因。　　　　Nature技术突破：光控CRISPR-Cas9系统（6月15日）　　　　发表在6月15日《自然生物技术》杂志上的一项研究中，来自日本的研究人员报告称他们构建出了更好的CRISPR基因编辑系统：一种光激活的新型Cas9核酸酶使得研究人员能够在空间和时间上更好地控制RNA引导的核酸酶的活性。　　　　Nature子刊：CRISPR可销毁“转基因”生物中特定序列（5月19日）　　　 　英国《自然&#8226;通讯》杂志5月19日在线发表了一篇合成生物学论文，描述了一种基于“基因组编辑”CRISPR技术的的装置，能销毁转基因生物中特定的 DNA序列。控制住特定DNA序列销毁的能力，其应用范围将包括防止转基因生物的环境释放、帮助生物技术公司保护知识产权以及避免偷窃等等。　　　　Nature：大师级牛人用CRISPR构建癌症类器官（4月29日）& 　　& 　 　用含有干细胞巢蛋白（WNT、R-spondin、表皮生长因子EGF）的培养基，可以长期培养小鼠和人类的肠道干细胞，生成遗传学和表型稳定的上皮类 器官。荷兰艺术与皇家科学院主席、美国国家科学院院士Hans Clevers教授领导研究团队，利用CRISPR/Cas9技术建立了结直肠癌（CRC）类器官。这一研究成果发表在本周的Nature杂志上。　　　　Protein&Cell：中国“80后副教授”基因编辑人类胚胎，争议再升温（4月18日）　　　　4月18日，来自中国中山大学生命科学学院的“80后副教授”黄军就在《Protein&Cell》杂志上首次发表了编辑人类胚胎相关的论文。据Nature新闻描述，这属世界首例，也证实了先前关于有人已经在开展人类胚胎基因编辑研究的传闻。　　　　Nature技术突破：将CRISPR效率提高19倍（3月23日）　　　 　CRISPR/Cas系统可以构建出多个基因精确突变的小鼠，但其效率低下阻碍了生成足够数量的转基因小鼠来建立人类疾病模型。通过添加一种抗癌药物 Scr7到遗传编辑的受精卵中，科学家将CRISPR/Cas的效率显著提高了19倍。这一重要的成果发表在3月23日的《自然生物技术》杂志上。　　　　Nature Communications：用CRISPR技术根除艾滋病毒（3月10日）　　　 　3月10日，发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上的一项研究中，来自Salk生物研究所的科学家们通过定制许多细菌利用的一种强大的防御系统（CRISPR），并训 练这一剪刀样机器来识别HIV病毒，朝着研发出这样的一种药物迈近了一步。　　　　张锋又一篇Cell：让CRISPR在癌症领域大放异彩（3月5日）　　　 　一次CRISPR-Cas9基因编辑技术被用于整体生物模型中系统地靶向基因组中的每一个基因。来自Broad研究所和麻省理工学院 DavidH.Koch综合癌症研究所的一个科学家小组，率先利用这一技术在一个癌症动物模型中系统地“敲除”（关闭）了整个基因组的所有基因，揭示出了 与肿瘤进化和转移相关的一些基因，这为在其他细胞类型和疾病中从事类似的研究铺平了道路。这项研究工作在线发表在3月5日的《细胞》（Cell）杂志上。　　　　Cell：用CRISPR构建衰老研究模型（2月12日）　　 & 　　斯坦福大学的科学家们找利用一种基因组编辑工具箱构建出了可在自然短寿的非洲青鱼中研究衰老的平台。研究人员希望这些鱼将成为了解、预防及治疗老年疾病的一个有价值的新模型。他们将这项研究工作发布在2月12日的《细胞》（Cell）杂志上。　　　　NatureMethods:新方法终结CRISPR-CAS9争论（2月9日）　　　 　2月9日，发表在《Nature Methods》上的一项研究中，科学家们成功证实CRISPR-Cas9在人类细胞中有精确的打靶作用，他们开发出一种强大、敏感、无偏见和具有成本效 益的方法――Digenome-seq，可在全基因组范围内检测人类细胞中的CRISPR/Cas9脱靶效应。　　　　Cell Stem Cell：华人科学家发布新成果，大大提高CRISPR效率（2月5日）　　　　2月5日，发表在《细胞干细胞》杂志上的一项研究中，Gladstone研究所的科学家们发现了一种有效提高CRISPR技术效率的方法。通过与斯坦福大学的同事进行合作，研究人员鉴定出两种小分子化合物能够显著提高插入细胞DNA中的新遗传信息。　　　　Nature Biotechnology：精确检测CRISPR脱靶效应的新方法（1月19日）　　　 　CRISPR和TALENs作为新兴的基因组编辑技术，虽然优势多多，但是仍然被脱靶效应所困扰。美国希望之城贝克曼研究所和浙江大学第一附属医院的研 究人员开发出一种新策略，有望帮助人们检测这种意想不到的结果。这项成果于1月19日在线发表于《Nature Biotechnology》杂志上。　　　　Cell：华人学者发布CRISPR重要成果――scRNA（1月15日）　　　　日前，加州大学的科学家们开发了一种CRISPR支架RNA（scRNA）。scRNA编码了靶位点和调控功能，能同时实现对不同基因的激活和抑制。这项研究发表在1月15日的Cell杂志上。　　　　一场胚胎编辑引发的全球争论　　　 　以上列举的15篇论文中，大家印象最深的可能不是三大顶级期刊中的任何一篇，而是《Protein&Cell》杂志上中国“80后副教授”基因 编辑人类胚胎的论文。俗话说，人红是非多，技术也没能逃过这个命运。在一项项激动人心的研究结果出来的同时，关于是否应该对人类胚胎进行编辑的争议不断升 级。　　　　对于这件事，美国的态度明确且强硬。近日，美国众议院正在涉入针对人类胚胎是否应当被修改以引入遗传变化的争论。其2016财政年度开支法案的美国食品药品监督管理局（FDA）部分将禁止该机构把钱用于评估关于此类产品的研究或临床申请。　　　 　此外，针对此事件，《Nature Biotechnology》联系了全球社区的50名研究人员、伦理学家和商业领袖对CRISPR改造人类生殖细胞会引发的问题发表评论。张锋表示，仔细 评估生殖细胞编辑的伦理学意义非常重要。我们要在哪里划定边界确定哪些是在生殖细胞中可接受编辑的生物性状，哪些不是？　　　　编辑圈点　　　 　自笔者关注CRISPR技术以来，一方面，它在研究领域突破不断；另一方面，它在商业界不断吸金。与之相关的大牛人物也受到了广泛的关注。究竟最后它的 专利会归谁所有？究竟它最后能将生命科学领域颠覆到怎样的程度？究竟它的发明者最后能不能得诺贝尔奖？这些问题，时间会给我们答案。
摘自：生意宝
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