同意并接受赛业网站服务条款
我已有帐号，立即,
利用CRISPRainbow技术，实时追踪活细胞7个基因组位点
在一项新的研究中，来自美国马萨诸塞大学医学院的研究人员利用开发出一种新的被称作CRISPRainbow&&CRISPR彩虹的技术，这一技术允许科学家们标记和追踪活细胞中多达7个不同的基因组位点。这一标记系统将是一种宝贵的工具用于实时研究基因组结构。相关研究结果于日在线发表在Nature Biotechnology期刊上，论文第一作者兼论文通信作者Hanhui Ma说，&大多数人利用对基因组进行编辑。我们正在利用它标记DNA和追踪活细胞中的DNA运动。&与Ma搭档的是马萨诸塞大学医学院生物化学与分子药理学教授Thoru Pederson博士。
Ma和Pederson说，了解活细胞中的基因组元件的精确位置是理解染色体动态变化的关键，这是因为控制我们生物学特征和健康的基因按照它们在三维空间中的位置来发挥作用的。对一个准备进行转录和翻译的基因而言，它在染色体上必须是可接触到的。在拥挤的细胞核中，DNA所在的位置在包括胚胎发育到癌症在内的过程中发挥着重要作用。
然而，当前的技术一次最多只能够追踪活细胞中的三个基因组位点。若要标记上更多位点，则要求将细胞浸泡在甲醛中，让它们固定，而这种浸泡会杀死它们，并且使得人们不可能观察染色体的结构随着时间的推移或者对刺激物作出反应时如何作出改变。
为了克服这个技术难题，Ma和Pederson寻求的帮助。为了利用CRISPR/Cas9复合体对基因组的特定位点进行标记，他们让核酸酶Cas9发生基因突变使其失活，因而这种酶只能够结合到DNA上，但是不能够切割基因组。一旦失活，在向导RNA（gRNA）的引导下结合到基因组上的特定位点，而且研究人员能够对gRNA进行编辑，使得gRNA根据需要能够结合到不同的靶位点。
为了观察和追踪结合到基因组上的复合体，Ma对gRNA进行基因改造，让它与三种主要的荧光蛋白中---红色荧光蛋白、绿色荧光蛋白和蓝色荧光蛋白---的一种融合在一起。这些蛋白就可以在显微镜下实时观察和追踪到。通过附着它们当中的第二种荧光蛋白到这个向导RNA上，Ma能够将这三种主要的荧光颜色两两组合，产生另外三种颜色：青色、洋红色和黄色。第七种颜色是将这三种颜色组合在一起时形成的白色。
Pederson解释道，&计算机通过与显微镜中的光谱过滤器相结合读取这些颜色，并且按照你需要的颜色显示它们。比如，红色和绿色组合在一起就变成黄色。利用这三种主要的颜色和这种被称作计算着色（computational coloring）的方法，我们能够产生另外三种颜色。&
CRISPRainbow技术让研究人员能够同时确定多达7种不同的DNA位点，每种位点对应一种不同的颜色。在活细胞中采用这种技术更能体现这种技术的威力，这是因为它能够追踪基因组的动态的拓扑运动，这可能具有重要的生物学影响。
论文共同作者、马萨诸塞大学医学院生物化学与药理学助理教授David Grunwald博士实验室博士后研究员Li-Chun Tu博士说，&利用这种技术，我们能够在不同的时间点上可视化观察不同的染色体位点。我们能够监控它们从而观察这些位点移动多远和多快。凭借这一点，我们能够观察这些结构变化如何影响正在表达的基因以及它们与健康和疾病的关系。&
作为马萨诸塞大学医学院的一名研究基因组三维结构的先驱，Job Dekker博士（未参与这项研究）对CRISPRainbow技术充满热情。Dekker博士说，&通常，当我们研究细胞中的基因组结构时，我们获得这种结构的快照图片，而且我们希望在当这个细胞对某种事情作出反应5分钟后，我们能够观察它看起来将会是什么样子。这一系统允许人们实时地追踪这种变化。我认为它一种非常重要的新技术。&
参考文献：Multiplexed labeling of genomic loci with dCas9 and engineered sgRNAs using CRISPRainbow
备注：原文转自生物谷
订阅电子期刊
输入Email地址拒绝访问 |
| 百度云加速
请打开cookies.
此网站 () 的管理员禁止了您的访问。原因是您的访问包含了非浏览器特征(38cebca0f03b43f5-ua98).
重新安装浏览器，或使用别的浏览器　　基因编辑（ CRISPR–Cas9技术为代表）人类胚胎，必须严格禁止。　　凡从事相关活动，应定义为犯罪～反人类罪。
楼主发言：117次 发图： | 更多
　　Nature：中国大胆的基因编辑-CRISPR研究引发国际担忧　　看70113|回108|收藏　　1楼 lxqwertyu 只看他 　　 01:09　　中国的科学界正在大胆地推进遗传重组动物的相关研究工作。尽管一些科学家表示担心会出现伦理学问题，在中国新的狗、山羊、猴和猪品种正在快速地被制 造出来。11月18日，Nature网站以“Chinas
bold push into genetically customized animals”为题对当前中国的CRISPR基因编辑研究工作状况进行了全方位的报道。　　中国西部的陕西省以其崎岖风化的地形、煤炭及羊毛 而著称，而非它的科学。然而在陕西省陕北绒山羊工程技术研究中心，科学家们刚刚创造出了一种新山羊，相比于正常的山羊它们的肌肉更结实、羊毛更长。这些山 羊并非是通过育种而是直接操控动物DNA而生成——这表明了中国加入全球基因改造革命的速度是多么的迅速。　　遗传学家屈雷（Lei
Qu）希望通过增加每只山羊生成的羊肉及羊毛产量来提高牧羊人的收入。屈雷的同事说，多年来一些研究项目在屈雷的实验室中徘徊前行。屈雷的研究助理朱海鲸 （Haijing Zhu）在一封电子邮件中写道：“尽管我们开展了多年的研究工作，结果却不那么显著。”　　当研究人员采用了3年前在美国开 发的一项基因定制新技术CRISPR–Cas9后情况发生了改变。CRISPR是利用一些酶来精确定位及剪掉一些DNA片段，就像一台文字处理机找到并删 除指定的词组——这一过程称作为“基因编辑”。尽管这不是科学家们利用来调整DNA的第一个工具，它却比以往的技术要更精确、更廉价。当前，这一强大技术 操作的简易性在带来一些诱人的可能性的同时也提出了一些紧迫伦理问题。　　在屈雷的研究小组开始采用CRISPR后，他们的进展非常迅速。今年 9月，屈雷和另外25名中国的合作科学家在Nature子刊《Scientific Reports》杂志上发布了他们的研究细节。他们在早期的山羊胚胎中成功删除了两个抑制羊毛和肌肉生长的基因。结果生成了10只肌肉更结实、羊毛更长的 小山羊，到目前为止没有显示其他的异常。屈雷说：“在我们证实基因修饰家畜是安全的之后，我们相信它们将会商业化。”屈雷想象这项工作将成为扩大陕西羊肉 和羊绒衫销售的一条简单的途径。　　这项研究只是近期中国科学家发布的有关CRISPR改造山羊、绵羊、猪、猴和狗及其他哺乳动物的一系列论文 之一。例如，今年10月，来自中国的研究人员在《分子细胞生物学杂志》（Journal
of Molecular Cell Biology）杂志上讨论了他们构建肌肉异常发达小猎犬的研究工作。这一研究获得了来自中国自然科学基金、农业部、科技部及省政府的资金资助。　　在 北京等研究中心地区及广泛的地方区域，即便没有数百，也有数十家中国研究机构在狂热地运用CRISPR。小猎犬研究的参与者之一，广州医药研究总院遗传学 家胡敏华（Minhua
Hu）说：“中科院是一个优先领域。”广州生物医药与健康研究员的赖良学（Liangxue Lai）补充说：“中国政府已向农业和生物医药领域基因工程动物研究提供了大量的资金支持。”　　这引起了大量对于生成新生命形式的伦理学担 忧。不同于以往的基因治疗，利用CRISPR生成的受精卵或胚胎改变可以成为“永久性的”——这意味着它们的DNA可以传递给后代。科学家们通常是在数十 个或数百个失败的受精卵或胚胎中成功转化一个。但这一技术正在快速地发展。哈佛医学院干细胞生物学家George Daley说：“CRISPR的不同之处在这一技术要更有效，因此其得到广泛采用的可能性更大。过去操控生命遗传密码的研究工作一直较缓慢、麻烦及不可预 测。“现在我们担心伦理学问题，是因为这一技术是有效的。”　　中国并非是CRISPR技术的发源地（当前麻省理工学院和加州大学伯克利分校的 科学家正在为此打一场专利战）。但得益于快速增长的研究预算及中国科学研究机构的规模，中国成为了该技术一个极快速的采纳者。根据经济合作与发展组织 2014年科学、技术及工业展望，在年期间中国的研究和开发支出完全翻倍。（该报告指出，现在中国的研究预算排名世界第二位，到 2019年将超过美国）。Daley说：“尽管中国有实力，它还是国际科学界中一个新来者，没有相同的机构审查传统。在美国和欧洲科学家们正在密切关注中 国科学家将如何利用这些强大的工具。”　　哈佛医学院遗传学教授George
Church说，当前中国CRISPR研究工作的水平和复杂程度已与欧洲和美国“不相上下”。 汤森路透(Thomson
Reuter)的一个部门Thomson Innovation完成的一项分析发现，有50多家中国研究机构已提交了基因编辑专利。　　与美国 和英国一样，当前在中国开展的一些实验旨在实现潜在的生物医学应用。例如，云南中科灵长类生物医学重点实验室的科学家已利用CRISPR来促进猴子的神经 发育，以测试通过构建灵长类动物疾病模型，更好地了解自闭症、精神分裂症和阿尔茨海默病等人类疾病的可行性。许多像绒山羊研究一类的实验以及一项在绵羊中 删除肌肉生长抑制基因的相似实验，其目的在于改变畜牧业——肌肉更发达的家畜可以帮助满足中国中产阶级对于肉类快速增长的欲望。　　但中国的野 心首次招致国际广泛关注或者说骂名，是近期发布的世界上首个人类胚胎实验。今年4月中国饱受批评和担忧，当时一支中国科学家小组在《Protein
& Cell》杂志上在线发表了一篇论文，详述了尝试利用CRISPR来改造获得一家生育诊所许可的、无法存活的人类胚胎。他们的目的是删除与β-地中海贫血 相关的一个基因且不会造成其他突变，但这一实验在85个胚胎上进行尝试后以失败告终。　　这类研究在中国是合法的，中国只禁止对胚龄14天以上的人类胚胎开展实验，且其获得了政府资金的部分资助。（这样的研究在美国大多数州也没有禁止，但可能没有资格获得联邦资金资助）。　　许多国际观察家对此进行了尖锐的指责，认为中国科学家抱有邪恶目的。一些新闻机构甚至采用了不好的标题：纽约时报的新闻标题为“中国科学家编辑了人类胚胎基因，引发关注”，《经济学家》（The Economist）杂志则以“编辑人类”作为标题。　　Daley 说，由于中国新加入全球科学舞台，它批准研究项目的机构标准对于全球并非完全透明。并且，参与的研究人员并非如麻省理工学院-哈佛大学Broad研究所或 英国Francis Crick研究所等全球知名机构的负责人，全球科研究不完全认识他们及了解他们的动机。Daley指出，现在中国的科学研究正在“负责性地加快讨论的步 伐。”　　这种争论或许有点夸张。中国科学家表示，从未试图编辑人类生殖细胞或开发临床应用。人类胚胎论文的
共同作者、中山大学遗传学家黄军就（Junjiu Huang）在一封电子邮件中说：“在临床上进行生殖细胞编
辑是遭到禁止的。”但他为未来通过CRISPR实验来了解人类疾病这一潜力进行了辩护。“利用CRISPR–
Cas9技术，科学家可以更多地了解人类胚胎植入前期一些关键基因的真正功能……我们可以阐明基因修复 的机制，这有可能促成对早期发育过程中遗传疾病发生机制的新认识。”　　哈佛大学的Church说，后来的评估认可了他们方法的谨慎仔细，包括特意选择了永远不可能成为婴儿的、无法存活的胚胎。但这种恐慌指出了风险的严重度及对于中国科学家是否应该接受与西方人相同伦理原则的关注。　　12 月初，来自美国、英国和中国的科学家将会在华盛顿的美国国家科学院会面，努力就编辑DNA编撰国际共
识意见，其焦点是人类生殖细胞。Church参加了与中国和美国同行的一些预备会议。他说，这些讨论最重 要的部分并非指责中国是脱离道德者，而是迫切需要公众谈论并阐明指导方针，尤其是针对人类生殖细胞。“我认为中国和其他国家一样有责任感。我不会以任何方 式描述中国存在问题。中国的科学家在大多数国家的法律系统中很好地完成工作，但我认为当时对于共识存在一些误解。我认为谈论它很重要。许多人都希望有机会 来探讨这一问题——有时候你需要一件事来让它具有报道价值。”　　尽管现在科学家们提供了一系列可以接受的观点，但本质分歧可能 并不在东方和西方之间。9月，英国
Francis Crick研究所的一位研究人员Kathy
Niakan向英国监管机构提交了一份申请“将新CRISPR‘基因组 编辑’技术用于人类胚胎”。“在Francis Crick研究所开展的研究工作将只是满足研究目的，不会开发临床应用。但从这一研究中获得的知识对于了解健康人类胚胎的发育机制将非常重要。”　　同时，中国科学家们指出国家对于编辑DNA的伦理学在开展自己的内部讨论。　　中 国农业大学农业生物技术国家重点实验室遗传学家赵要风（Yaofeng
Zhao）说，不管在华盛顿的会谈会产生什么结果，对于为实现农业和生物医药目的在实验室外推动CRISPR实验，中国也在努力解决自身的内部伦理和安全 争论。“我认为当前对于基因改造存在不同的观点。即便在中国对这一问题也有不同的观 点。一些普通民众对此感到恐惧。但对于大多数专业学者而言，我认为大多数科学家支持这类研究——我们需要为将来做些什么。”　　与 绒山羊专家屈雷不同，赵要风不认为定制肉将会很快被置　　
　　基因编辑可以应用于人类疾病治疗，但必须严格禁止作用于人类本身～人类胚胎　　
　　科学再进一步，即是魔鬼。　　
　　@坚决止损盈利持仓
07:21:00　　基因编辑可以应用于人类疾病治疗，但必须严格禁止作用于人类本身～人类胚胎　　—————————————————　　史无前例！英国用基因编辑技术治好白血病(图)　　核心提示：基因编辑技术造就了世界首例婴儿白血病治疗奇迹。据英媒11月5日报道，英国伦敦一名患白血病的1岁大女婴生命进入最后几个月倒数。面对传统疗法失效，医生尝试将基因编辑过的血液细胞注入她体内，成功消灭癌魔，开创全球首例。　　 10:03 来源: 信息时报　　多亏注入基因编辑过的细胞，蕾拉身上的癌细胞已完全消除。　　图为蕾拉一家的合照。　　尝试没用过的治疗方法　　去年6月份，蕾拉·理查德兹诞生于伦敦北部。活泼可爱的女儿给其父母阿什利·理查德兹和丽萨·福利带来了莫大的幸福。然而，三个月后蕾拉开始患病，医生通过血液检测将其确诊为急性淋巴细胞白血病患者。对婴儿来说这种疾病相当难治疗。疾病确诊后，化疗及骨髓移植对蕾拉均不奏效，医生无计可施，建议理查德兹为爱女安排善终服务。　　虽然如此，蕾拉的父母仍不放弃。蕾拉的妈妈说，“我们不接受停止治疗，所以我们同意医生采取任何可以拯救女儿的治疗方法，哪怕是从来没有采用过的方法，我们也愿意尝试。”　　在蕾拉父母的支持下，大奥蒙德街医院采用德国生物技术公司Cellectis开创的细胞方法治疗蕾拉。这种方法非常新颖，其核心是将抗癌基因插入健康的捐赠者血液细胞中，在此之前仅在老鼠身上做过测试。　　注入5000万个基因编辑过的细胞　　今年6月份医生将1ml编辑过的健康细胞注入到蕾拉体内。蕾拉的父亲说，“对于此次治疗，蕾拉并没注意到发生了什么，她仍在床上跳跃着。接受一个从未在人类身上使用过的治疗方法听起来有点吓人，即使有风险，只要有一线希望我们也毫不犹豫地尝试。”　　如今，多亏了注入的5000万个基因工程编辑过的细胞，使得蕾拉体内的癌细胞被捕杀且病情开始消退。在治疗初期还看不到明显的效果，但几周后蕾拉开始出现复苏的迹象，医生紧跟着对蕾拉进行了骨髓移植以确保根除疾病，如今检测结果发现蕾拉身上的癌细胞已完全消除。　　我们使用这种方法治疗了一个很坚强的小女孩，这种方法是否适合所有孩子还需谨慎。但这对新生物工程技术来说具有里程碑意义，对孩子的影响也是惊人的。如果这种方法具有可重复性，那么将是白血病治疗的一个巨大进步，同时也有助于开创囊性纤维化和其他遗传疾病治疗的新方法。　　——蕾拉的主治医生瓦萨姆·卡西姆教授　　治疗细节　　修改捐赠细胞使其抗癌　　蕾拉的生命获救得益于基因工程修改过的血液细胞。捐赠的血液细胞来自美国，科学家总共对其进行了三次修改。　　科学家们首先在捐赠的血液细胞中添加抗白血病基因，这些基因可编码靶向并杀死癌细胞的蛋白质，其次科学家使用TALENs技术关闭两个基因，关闭第一个基因是为了确保捐赠的细胞不被蕾拉的身体排斥，关闭第二个基因是为了确保捐赠细胞不被治疗药物杀死。　　最大限度，只可用于治疗疾病。　　
　　科学研究只要不盲目推广，危害是有限的。　　
　　@s146s
09:06:00　　科学研究只要不盲目推广，危害是有限的。　　—————————————————　　基因编辑人类胚胎，必须定义为犯罪行为。　　否则，根本无法制止改变人类基因的冲动。　　比如邪教组织。　　其实，crispr技术门槛相当低。　　
　　目前，用于老鼠、猪、羊、猴的胚胎的基因编辑，技术已经成熟。　　许多特异性的新物种，被批量生产出来。　　并且可以遗传。　　比如前文中的更多肌肉的、更长羊毛的山羊。　　（在crispr/cas9技术出现前，做出类似的基因编辑改变，很难，且很贵，很不精确）　　这意味着实际上，该技术同样适用于人类胚胎。　　而该技术相当便宜，而且有效率、精确。　　一个合理推论，基因编辑的人类，　　可以拥有更多不同的性能特征。　　比如更高，更白。或者智能更高。　　而且这种改变可以被稳定遗传。　　这简直灾难！　　
　　这会打破自然进化，成为人工的基因编辑的进化。　　一是危险，有潜在的长期技术风险。　　二是伦理，比如贫富差距，比如人造人等。　　
　　《三体》中，曾说癌症可以治愈。　　我曾经认为吹牛。　　但基因编辑技术，着实震惊了我。　　
　　目前，科学家们准备在2015年12月在美国，召开美、英、中等国家科学家关于基因编辑技术的伦理会议。　　
　　即使科学家达成一致，禁止基因编辑人类胚胎。　　但军队呢，科学家个人呢，富豪，邪教组织，　　这些秘密研究，很难禁止的。　　因此，必须立法规定基因编辑人类胚胎，为犯罪行为。　　
　　@坚决止损盈利持仓
07:21:00　　基因编辑可以应用于人类疾病治疗，但必须严格禁止作用于人类本身～人类胚胎　　—————————————————　　禁止不了的！你懂的！任何科技只要好用！人类迟早会用，任何规定法律都当不住，核能就是明证，还有转基因，还有试管婴儿。禁得了吗？　　
　　基因编辑（crispr/cas9）技术，2012年～2013年开始，目前已经成熟。　　人类是否可以拥有“上帝”的权利～造物？　　
　　技术要加紧研究　　不要管国外怎么看　　但是应用要慎重
　　首位转基因人或在两年后出现　　 14:11 中国经济网　　?　　美国一家医疗公司近日表示，到2017年，通过修改基因的方法，可以帮助治疗人类的眼部疾病。如果该预想实现，意味着两年内将出现人类历史上首位转基因人。　　该公司名叫埃迪塔医药，致力于通过修改基因帮助病人治疗先天性黑朦。该公司首席执行官卡特琳·博斯利近日在美国麻省剑桥市参加会议时表示，有信心通过名叫“Crispr”的最新转基因技术，帮助患者治疗先天性黑朦。博斯利说：“感觉有点快，但我们是在以科学允许的速度前进。”　　如果博斯利的设想实现，这将是转基因科技首次在人类身上使用。不过，美国目前禁止修改人类基因，所以该公司将需要卫生部门的特别许可才能如愿。　　“Crispr”是一种自然的细菌自我防卫体系。细菌在自身的基因中携带了病毒的遗传密码，并且以此识别从外部靠近的病毒，从而生成催化剂，驱逐病毒的遗传密码。从学术期刊《麻省理工学院科技评论》上发表的文章来看，埃迪塔医药打算以此为基础，向病人眼中注射一定剂量的病毒，让病毒摧毁CEP290基因当中大约1000个有缺陷的遗传密码。　　肯特大学的达伦·格里芬教授表示，这项技术给病人带来福音，“令人兴奋”。　　不过，“Crispr”技术颇受争议，因为它将永久性地改变人类的基因，并且会世代相传下去，将来可能会出现意料不到的后果。有基因专家表示，在两年内就实现如此大的突破，有点操之过急。英国“基因联盟”组织的阿拉斯泰尔·肯特说：“这看起来非常不成熟。尽管如此，Crispr还是一项令人极度兴奋的技术，毫无疑问拥有巨大潜力。”　　
　　比如，某些鱼类可以发电、发光，　　类似基因移植到人类，如何呢？　　
　　@杯水暖心
10:27:00　　技术要加紧研究 　　不要管国外怎么看 　　但是应用要慎重　　—————————————————　　我说了，很难禁止。　　基因编辑技术，可以治疗人的疾病。　　目前，英国小女孩白血病被治愈，已经证明可行的。　　但是，基因编辑技术，直接编辑基因，在基因水平操作　　是双刃剑。　　可以用于造福人类，治愈疾病。　　也可以用于“定制”人类，开启魔鬼之门。　　
　　[cp]CRISPR 还真是够火的，连绿箭侠都开始拽了。[/cp]　　　　
　　感觉很恐怖。
　　首页|财经|股票|新股|期指|期权|行情|数据|全球|港股|期货|外汇|黄金|基金|理财|银行|保险|债券|股吧|基金吧|博客|财迷|搜索　　 　　行情中心　　指数期指期权个股板块排行新股基金港股美股期货外汇黄金自选股自选基金　　查行情　　进股吧　　搜资讯　　?　　首页 & 股票频道 & 美股学堂 & 正文　　数据： 新股申购 解禁表 大宗交易 公告中心 龙虎榜　　 　　《新闻周刊》：转基因新技术CRISPR养活全世界　　日 13:07来源：?　　字体：大中小|共0人参与讨论|?用手机讨论　　导读：《新闻周刊》最新一期封面文章称，转基因技术出现名为CRISPR-Cas9的新突破。CRISPR-Cas9 本是细菌和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御，如今科学家可用以精确分析和操控作物基因，在不改变物种本质的情况下提高其产量、营养价值和适应能力。　　内布拉斯加一位玉米种植者望着田间因干旱而发育不良的玉米杆一筹莫展、一位尼日利亚农民从地里挖出干瘪的红薯、一位哥斯达黎加咖啡大户因咖啡病虫害让几百名工人回家待业。去年春天笔者在纽约种了几颗樱桃树，今年夏天的一个早晨，笔者发现树上爬满了日本甲虫。　　在这个遭受气候变化和经济全球化的星球上，这类灾害正变得日益普遍：农作物受旱、土地因过度耕种和旱灾而退化、漂洋过海的害虫对毫无防备的庄稼大吃特吃。虽然多年来农学家一直在寻求解决之道，但人口迅速增长使得这些挑战极为迫切。如果我们不能养活全世界，最终我们将自食其果。　　联合国及多位专家预计，到2050年全球粮食产量将翻倍，届时全球人口数量将从目前的70亿增至90多亿。到2015年还只有35年的时间，而且不会增加新的可耕地。事实上可耕地也许还会减少。比如，美国农业部数据显示，2002年到2012年的10年间，美国可耕地减少了7300万英亩(约合4.4亿亩)。由于最近几年来的严重旱灾，一定有更多耕地抛荒，今后的形势只会越来越严峻。　　不过，解决办法似乎初露端倪。 2012年，科学家发明了革命性地改变植物基因序列分析、操控方式的新工具。与以往基因修改工具不同的是，这种名为CRISPR-Cas9的新工具十分有针对性，科学家可利用它精准定位单个基因，将其打开或关闭，移除基因或用不同基因替换。初步迹象显示，该工具与培育新杂交品种的传统辛苦方式相比就像F-16战斗机之于石器时代的长矛。生物学家和基因科学家深信它能帮助他们实现第二次绿色革命——如果我们愿意的话。　　“现在我们改写基因有了极其简便，迅速和高效的技术，” CRISPR-Cas9发明者之一、加州大学伯克利分校的杜德拉(Jennifer Doudna)在2014年“基因组学创新计划”(Innovative Genomics Initiative)成立之日如是说。它能使我们完成以前无法做到的实验。CRISPR-Cas9工具的速度与简便对农业具有重大意义：我们能借此培育出更加耐旱的作物，或者增加农作物的收成。研究人员已经兴奋不已，相关专业论文已经发表了150多篇，而且发表速度日益加快。　　CRISPR是“规律成簇的间隔短回文重复”英文首字母简写，是细菌用以保护自身免受致命病毒和噬菌体伤害的手段。回文重复作为免疫应答元素是细菌从入侵病毒复制、混合的基因代码，这样入侵病毒再现时就能够轻易被认出——与FBI张贴通缉令、往敌人身上喷洒荧光粉如出一辙。　　这种技术还得依赖“向导RNA”的分子与Cas类别的蛋白质支持。目前发现的最有效的Cas蛋白质是Cas9。人们早就知道RNA是DNA传达信息的载体。在细胞中，Cas9为DNA分子准备好化学交互环境，然后促使RNA找到选中的DNA片段。RNA找到相应片段后引导Cas9进入DNA解开其双螺旋链，根据科学家的化学指令使这部分失去/加强工作能力或者切除所选基因。然后细胞的修复功能又使DNA的双螺旋结构恢复。　　这一过程可轻易修改植物DNA而不改变其本质——除了变得更为可口、更有营养、更耐旱、上市更快、运输和机器收割更方便。无论公司大小，整个世界还是与外界隔绝的地区，都可利用CRISPR-Cas9技术。　　在过去，靠碰运气的作物自然培育过程很费时间。第一次绿色革命之父伯劳格(Norman Borlaug)改良一种小麦品种用了几乎20年。利用CRISPR-Cas9技术我们可以把培育周期缩短至几天或几周。　　个中原因部分在于如今我们能够以较低成本迅速处理、存储、比较巨量基因数据，于是科学家对细胞化学和基因的知识迅速增长，更重要的是许多作物的基因组数据库迅速膨胀。　　理论上我们将对我们所喜爱的作物基因组了解得一清二楚，以至于能够替换每一个基因。基因组分类工作日新月异。堪萨斯州立大学研究人员已经对小麦21对染色体中的第一个也是最难的染色体进行了排序——一对染色体的复杂程度就远远超过整个水稻基因。他们说剩下20对染色体排序可在3年内完成，届时我们将完全掌握小麦基因组的知识。小麦是全球种植面积第三、蛋白质最丰富的农作物，是最多样化的食品和烹调原料。　　然后，CRISPR-Cas9技术惊人的灵活性就可派上用场。想法是利用CRISPR过程像换掉一块乐高积木那样完全替换作物基因序列一个片段，以改善特定的作物习性。想象一下赤道地带厄瓜多尔的生长在盐碱地边的小麦，与爱荷华州的小麦相比所结麦粒又小又苦。不过把厄瓜多尔小麦部分基因组加入美国小麦，科学家们培育出了既耐盐碱地，同时又能保证丰富产量的小麦品种。这样土地干旱、盐碱的厄瓜多尔和美国都能得到改良品种。　　须知这一过程并不创造新物种。通过利用作物自然杂交的基因微调作物自身基因特性，CRISPR-Cas9帮我们使作物适应新的环境。由于该工具只针对作物DNA的一小段，严格说来该作物的品种不变，甚至仍同属一个基因类型。正如科学家们所见，该技术尊重作物品种在亿万年间的进化能力，同时帮助它加快进化速度以适应今日之环境。　　
　　谨慎和有的放矢是必要的。试验的早期结果还不能完全预料。 一个公布的数据是成功率80%，对于实验人员来说，这个数据已经够了，但还不足以进行商用。可能会发生“脱靶DNA交互，这种情况下你偶然修改了基因组其他地方一个极其相似的序列，”康奈尔大学Boyce Thompson Institute基因作物培育实验室主任范艾克(Joyce Van Eck)说道。这在之前的基因工程技术中也是一个大问题。CRISPR-Cas9相对来说很精确，但一些科学家仍心存疑虑。该技术可以得到提高，可研发不同版本的CRISPR-Cas9，或者科学家可发现一种发挥CRISPR-Cas9作用的更加精确的新型酶。　　另一方面，范艾克及其同事证明他们的工作对西红柿很有用—像动物研究中的小白鼠那样，西红柿已成为植物研究中的典型物种。很快他和该领域的专家将努力提高西红柿的耐寒和抗病虫害能力。业内取得的其他初步进步还包括一种适应性更强、光合作用更迅速有效的水稻新品种。这意味着只要消费者认可，科学家便可利用CRISPR-Cas9随意操控水稻，针对水、土壤肥力、温度等环境因素做出调整，提高水稻的产量、营养价值和适应性。　　生物技术农作物已在全世界普遍种植。美国批准了大约100种农用转基因作物。作为印度至关重要的经济作物，棉花已几乎全部是转基因，中国则达到90%。全世界80%的大豆为转基因，玉米为35%。孟加拉正在考虑种植产量翻倍、更耐病虫害的转基因茄子。　　不过也有国家犹豫不决。作为玉米发祥地的墨西哥如今必须进口玉米才能满足本国需求，因为本国活动分子拒不接受转基因农作物。墨西哥玉米产量低于世界平均水平38%，与90%为耐病虫害转基因玉米的美国低三倍。棉铃虫、地老虎、贪夜蛾等害虫在墨西哥农田肆虐，吃掉多达一半的庄稼，农民被迫喷洒成千上万吨杀虫剂。　　由于政治原因和民间强烈反对转基因，欧盟只批准了一种用于动物饲料的转基因玉米。　　转基因工作不仅不受一些人欣赏，还引起强烈的对立情绪。拿黄金大米来说吧。它本是一种基本的水稻，只不过修改了基因以自产维生素A，有能力拯救280万儿童免于失明及挽救其中100万儿童的生命。然而它却呆在实验室束之高阁。绿色和平等环保组织对转基因闻之色变，他们强烈反对转基因，去年在菲律宾捣毁了黄金大米试验田。　　转基因的安全性得到绝大部分科学家认可。皮尤研究中心最近一次调查显示，88%的美国科学家认为转基因技术无害，相比之下普通公众只有33%这样认为。美国最高法院近期一项判决认定转基因苜蓿是安全的。美国农业部反复审查后允许种植转基因甜菜。迄今为止，若干独立研究已证明许多转基因作物作为饲料的效果。2012年，《食品化学毒理》杂志发表了一篇12项长期研究和多代研究分析综述，得出转基因作物与非转基因作物营养成分相当，可以安全用于食品和饲料的结论。独立组织Biofortified表示，已进行100多项这类研究，尚无一例发现有害结果。　　反转基因者往往爱提与小白鼠、转基因玉米和杀虫剂“农达”(Roundup)有关的两项科学研究。这两项研究都是法国科学家Gilles-éric Séralini所做，他发现食用转基因玉米的小白鼠比控制组的小白鼠更容易夭折。不过最初接受Séralini研究的《食品化学毒理》杂志后来收回了他的论文，Séralini还受到欧洲各大科学与食品安全组织的谴责。Séralini的研究存在诸多问题，其中之一是试验小白鼠类型更容易患癌——常规条件下80%会长出肿瘤。澳大利亚阿德莱德大学教授马斯格雷夫(Ian Musgrave)在Séralini的研究被撤销时向《福布斯》表示，他的研究结果来自疏于控制的实验中的随机变量。　　很可能读者听说过有效成分为草甘膦的农达。 它是孟山都公司开发多年、在全世界种植者中实现财务独立循环的第二季组合拳。孟山都生产农达，1996年以后又生产了包括大豆、玉米、苜蓿在内的抗农达种子——这些农作物都是能抵御除草剂的转基因作物，意味着消除侵害农作物空间的杂草时农作物本身不受损害。这对农户来说是好事。但孟山都的抗农达种子有阴暗的一面：购买种子的农户须签订协议保证不用种子的收获物作种子，换句话说，他们必须每年从孟山都购买新种子。这为孟山都带来了滚滚财源：全球400亿美元种子业务三居其一。孟山都农达事件继续发酵，其中一项担忧是抗农达农作物的转基因DNA可能已经污染了非转基因食品。而且草甘磷可能是健康一大威胁，世界卫生组织将其认定为可能致癌物。　　与此同时，非转基因受到消费产品品牌的追捧。当然，如果2/3的美国人都认为转基因有害，那么宣传自己为非转基因就有利可图。地方政府也加以干涉。佛蒙特州如今要求在本州销售的所有转基因食品做出转基因标识。俄勒冈州两个重要的农业县禁止本区域内种植转基因作物。　　不过尽管存在世俗的争议，美国和其它国家的转基因开发仍然源源不断地获得启动资金，从风投家到葛兰素史克、诺华之类的传统制药公司均投入巨资研究转基因的生物医学应用。　　
　　该技术发现、发明者中的一个～张峰　　深度长文】张锋：如何在34岁跻身于世界顶尖生物学家？　　5 天前 知识分子　　导读：在那一刻，张锋只是一个年轻的父亲、丈夫和儿子，吃力地向家人和记者解释他为什么常常凌晨1点、2点甚至3点才从实验室回家。这是很重要的工作，他告诉记者。他邀请记者一起吃早午餐。他说他享受在其中，他希望能完成他的工作，这样能对得起导师对他的投资，他......　　?　　撰文 | SHARON BEGLEY　　翻译 | 王承志　　校译 | 陈晓雪 陶梦萦　　豉汁蒸凤爪端上桌后，一个小女孩顽皮地用筷子哒哒地敲打着餐桌。一位穿着Polo衫和牛仔裤的男士，正在和自己的小女儿、妻子和母亲享用着广式点心。在波士顿唐人街这个喧闹的餐厅，没人会多瞄一眼这位男青年。　　没人能猜到，34岁的张锋会是这一代人中公认的最具转化能力的生物学家，在不久的将来可能会在两个领域角逐诺贝尔奖；或者说，他的发现可能最终能治疗一些对人类健康最具威胁性的疾病，从自闭症、精神分裂到癌症和失明等病症。或者说，他开发的一种遗传学工具可能将人类带入定制婴儿的乌托邦时代，引起世界轰动。　　在那一刻，张锋只是一个年轻的父亲、丈夫和儿子，吃力地向家人和记者解释他为什么常常凌晨1点、2点甚至3点才从实验室回家。　　这是很重要的工作，他告诉记者。他邀请记者一起吃早午餐。他说他享受在其中，他希望能完成他的工作，这样能对得起导师对他的投资，他......　　“秋叶”，他的母亲周淑君（音）插嘴说。　　11岁时，张锋随母亲离开中国来到美国爱荷华州得梅因市（Des Moines）定居。几年之后，张锋读了高中，在一个研究基因治疗的实验室实习，常常回家很晚，母亲常常需要在车子里等好几个小时。一个秋天的傍晚，夜幕逐渐降临，驱车回家的途中，他们看到落叶纷扬飘零的一幕。母子俩感到震惊，叶子居然在短短几个月的时间内就会死去或处于垂死的边缘。他们聊到一个人的时间是多么有限，母亲回忆道，一个生命是多么容易就了无痕迹地从这个世界消失。“尽我所能，有所作为，对我来说似乎很重要”，张锋说。　　对科学界的任何人而言，他都已经做到了。　　今年夏天，STAT开始持续关注张锋，跟随他参加听众多到水泄不通的讲座，采访他的导师和实验室成员，并与他进行数小时的交谈，深入了解他生活中很多不为公众所知的细节。（在这几个月的接触中，）张锋的形象逐渐变得清晰起来：他是一位眼光犀利却很温和的科学家，一个拥有雄心壮志的移民者，在这块接纳他的土地上希望攀登最高峰的奋斗者，以及对自己所在领域发展缓慢而急不可耐的研究者。　　同事注意到张锋在很多方面都有很强的能力，例如，他能提早发现哪些是有前景的想法，煽动实验室低年级的成员发挥创造力，有些课题似乎会很快取得成功，却只是一些常规的进展，张锋会抵制住这些课题的诱惑，而去选择做有风险的课题。每当实验室成员提出一个方案，张锋会问道：这是个“小把戏”，看似聪明但却无关紧要，还是一个真正的创新？　　在遗传学和神经科学领域，张锋对两种革命性技术的发展做出了重要贡献。当他还是研究生时，他是光遗传学研究团队里的关键成员之一。这一团队开发出了利用光激活大脑神经元的技术，使科学家搞清哪些神经回路控制了哪些行为，并寻找到精神分裂症和双相情感障碍等精神疾病产生的根源。仅仅几年之后，张锋做出了另一项让他跻身于世界顶尖生物学家的工作：如何快速、简便且有效地编辑植物和动物、包括人类在内的的基因组。　　一些实验室已经使用这一工具，用于改造人的免疫细胞从而使其不被艾滋病毒感染；治疗老鼠的肌肉萎缩症、白内障和遗传性肝脏疾病；提高水稻，西红柿，柑橘，烟草和小麦等农作物的产量。但是它也可能被用于改造人类的卵细胞、精子和胚胎的基因，父母可以选择婴儿个性、运动能力、外貌等方面的特征，就像定制一台雷克萨斯汽车一样，这将十分可怕。　　这一被称为CRISPR-Cas9的技术出现后，三家（生物技术）公司迅速创立，吸引到数亿美元的风投资金，由此开启了分子生物学的一个新时代。　　
　　这一被称为CRISPR-Cas9的技术出现后，三家（生物技术）公司迅速创立，吸引到数亿美元的风投资金，由此开启了分子生物学的一个新时代。　　“（这项技术）改变了我们做科学的方式” ，麻省理工学院的生物学家菲利普o夏普（Phillip Sharp）评论道，他是1993年诺贝尔生理学或医学奖得主。　　这项基因编辑工具非常强大，对环境和人类将会有巨大的影响，世界各地的科学组织将于下个月（12月）召开一个全球论坛，起草一份“负责任”地使用该技术的指南。　　张锋是麻省剑桥博德研究所（Broad Institute）最年轻的实验室主任。博德研究所是一个高水平的基因组学研究中心，隶属于麻省理工学院和哈佛大学。张锋是该机构八位核心成员之一。他的许多博士后和研究生都比他还年长。他总是带着微笑，经常脚步轻快地走进所长埃里o克兰德（Eric Lander）办公室，展示他最新的“炫酷”数据。　　在CRISPR技术发展过程中，张锋的贡献究竟有多大还是一场激烈的专利争夺战的焦点，如果张锋和博德研究所胜出，他会成为麻省理工学院最富有的科学家或企业家之一。这是张锋在爱荷华州的童年时期从没有想象过的未来。刚从中国来到美国，他的母亲起初靠干一些粗活，比如在一个汽车旅馆做保洁来养家糊口——尽管她是一位计算机工程师。张锋的父亲是中国某科技大学的一位行政人员，有几年的时间并没有和他们一起在美国生活。　　感谢一个最平凡的经历，因为一场电影，张锋的人生从此开始改变。　　生命可能被编程　　在得梅因，中学的生物课还停留在解剖泡在福尔马林里的青蛙的阶段。而张锋却幸运地参加了一个分子生物学的“周六提高计划”。那里的指导老师很聪明，他们发现，让一群孩子全心投入的一个明智选择就是给他们看电影《侏罗纪公园》。　　“我的父母都是搞计算机科学的，所以我对编程一直很感兴趣。”张锋回忆说。这部1993年的电影，讲述了狂妄自大的研究人员将恐龙与青蛙的DNA混合，将已经灭绝的爬行动物带到现实中，“让我明白生物学也可以是一个可编程的系统”。　　一颗种子就此在张锋的心里种下。他意识到，一个有机体的遗传指令可以被改写，由此改变它的特性，就像父母编写计算机代码一样。　　1995年，张锋得到了第一个对活体生物DNA进行编程的机会，他那时是西奥多o罗斯福高中（Theodore Roosevelt High School）二年级的学生。学校当时有一个“天才学生项目”，负责老师问张锋是否愿意课后去学校附近的卫理公会医院一个基因治疗实验室当志愿者。“我说，这太棒了！” 张锋回忆说。虽然那时他关于现代生物学的知识几乎“为零”，但实验室主任约翰o利维（John Levy）博士并不介意他是个“小白”。　　每天下午，利维博士会坐在他的休息室，一边喝茶一边在白板上板书，解释有关分子生物学的一些概念。张锋很快就学会了关键技术，并在他的热身项目中取得成功：使用病毒将水母中的绿色荧光蛋白基因移动到人的黑色素瘤细胞中，而绿色荧光蛋白是可以在黑暗中发出荧光的。　　这虽然不是复活恐龙，但张锋已经编辑一个物种的细胞，使其能够表达另外一个物种的基因，细胞中散发出的奇异的绿色荧光就是明证。“它们亮了！”即使在20年后，张锋还记得当时激动的心情。　　这一年剩下的时间里，张锋研究荧光蛋白能否保护DNA免受紫外辐射的伤害，这种荧光蛋白能够吸收可能致癌的紫外辐射。他发现荧光蛋白可以做到，这一实验成为张锋参加爱荷华州科学展览的项目，吸引了很多“像我这样的孩子”，张锋回忆道，“我们都是怪才（geeky）”。　　高三那年，张锋在利维的指导下使用病毒做了另外一个遗传学项目，这个项目让他于2000年获得英特尔科学天才奖（ Intel Science Talent Search ）三等奖，并获得5万美元的奖学金。　　“这个项目让我滋生了治疗艾滋病的宏大想法。” 张锋说。这不是一个高中学生能够做到的事情，而且一个高中生也没有条件去推进荧光蛋白的工作，试验阻止紫外光能否预防黑色素瘤。但他在这个过程中学习到了宝贵的一课：有趣的科学发现往往得不出什么结果。　　
　　在拿到全奖进入哈佛大学后，张锋主修化学和物理学，还在庄小威的实验室进行流感病毒研究。其研究成果在2004年发表在顶级科学期刊，描述了流感病毒是如何进入细胞的。而这项发现的关键点便是张锋最早在爱荷华接触的水母荧光蛋白。　　在实验室，张锋就有点像茱莉亚o查德（译者注：Julia Child，美国著名厨师，畅销食谱作家，并主持厨艺电视节目），总能创作出奇妙的东西，但也常常出现把火鸡掉到地板上的实验室版本（译者注：茱莉亚o查德曾在一次电视直播厨艺节目中不慎将一只火鸡掉到地板上）。有一次，做有机化学实验，他忘了把酸加入热反应是一大禁忌，结果“所有东西变成泡沫然后在化学安全柜里炸开”，张锋回忆说。他和实验室的搭档仓皇而逃。　　另一件事对张锋有着更为持久的影响。他有一位好友曾患上严重的抑郁症，张锋花了很长时间帮助他，确保他不会自杀。然而，这位朋友深陷抑郁深渊，最后不得不从哈佛大学休学一年。张锋深受触动，并决定献身科学以研究更好的疗法治疗精神疾病。　　爱因斯坦以一年内发表五篇划时代的论文闻名于世，而张锋也即将踏上几乎同样的高产之路。2004年6月从哈佛大学毕业后，张锋到斯坦福大学读研究生，加入了正在崛起的年轻的神经生物学教授卡尔o戴瑟罗特（Karl Deisseroth）的实验室。他们两人和另一位研究生爱德o博登（Ed Boyden）共同发明了光遗传学：他们让感光蛋白进入神经元，通过光激活特定的神经回路。张锋的贡献是开发了一套系统，即使用病毒作为载体将外源基因导入神经元，从而让基因表达生成感光蛋白。　　2007年，在接受某记者采访前，戴瑟罗特让张锋在实验老鼠的运动皮层神经元导入感光蛋白。果然，光激活了神经元并让老鼠转圈行走（视频链接/watch?v=88TVQZUfYGw）。今天，光遗传学被认为是神经科学领域的一项重大成就，全世界研究人员都使用它来定位多种疾病的神经回路，包括精神分裂症，抑郁症或自闭症。　　拿到博士学位以后，张锋“开始思考怎样才能轻松将基因插入到动物细胞中”，和在光遗传学中运用的方法一样，但是适用于任何动物和任何基因。2009年，他拿到了哈佛大学独立研究员（Harvard’s Society of Fellows）职位（译者注：哈佛大学设立的一种类似于博士后但完全独立做科研的职位，每年只招收10个人并资助其3年的研究）。这个声望颇高的职位是为那些“有异乎寻常的独立性和创造性”的人而设立，博德研究所神经生物学家、哈佛大学前教务长史蒂芬o海曼（Steven Hyman）说：“张锋二者兼有”。　　但这个职位并不提供实验室，所以张锋恳求借用哈佛资历更老的科学家实验室一隅。他的研究始于当时前沿的基因编辑技术：带有“锌指”结构的蛋白能识别特定的DNA序列并切断它。细胞能天然地修复这样的剪切，而且如果此时有外源DNA被导入细胞，细胞还能并入这段DNA。问题是，锌指“极其难以操作”，张锋说。　　科学家在2009年还开发了另一种基因编辑技术，称为TALEs。但是和锌指一样，TALEs也非常难以操作。张锋回忆说，“我教授了学生如何建立TALEs，但他们要三个月才能掌握这一技术”。他作为主要作者发表了一项和TALEs相关研究，他们开创的TALEs技术能自动靶向人和鼠细胞中的特定DNA序列并激活或关闭特定基因。但是他并不满意：“我觉得还有更好的方式来进行基因编辑”，他说。　　张锋的独立研究员职位很快就要到期，他需要找一份工作。麻省理工学院麦戈文脑研究所的所长、神经科学家罗伯特o戴西蒙（Robert Desimone）曾听到张锋的导师戴瑟罗特称赞其为“令人震惊的大人物”。对于像科研这样的协作性工作，一篇论文有十几个作者是很常见的。“你总是在想谁做了哪部分”，戴西蒙说。麦戈文研究所问了一圈，最终确定“张锋在光遗传学的科研工作中发挥了关键作用”。戴西蒙又补充说：“在这样一个职业阶段，张峰发表的论文称得上是神经科学史上最强的发表记录”。张锋被麻省理工和博德研究所同时录取。　　2011年2月，在博德顾问委员会的一次会议上，一位访问学者报告了他关于细菌基因组里一种被称为CRISPR的免疫系统的研究。“当时我坐在屋子的后面，正有些走神”，张锋回忆说，但是这个奇怪的名字立刻激发了他的好奇心。　　“我完全不知道CRISPR是什么，但我用Google对它进行了搜索，实在是非常兴奋。幸运的是，这个领域开始的时间不长，要读的文献并不多。”几天之后，在迈阿密参加一次学术会议时，他大部分时间都待在宾馆阅读关于CRISPR的论文。　　他了解到CRISPR全名为“规律成簇的间隔短回文重复序列”，是微生物学家从细菌中发现的。CRISPR在细菌中的作用是抵御病毒入侵。CRISPR系统同时拥有“搜索”和“摧毁”两种机制：使用遗传物质RNA寻找特定序列的DNA，同时使用一种称为Cas9的酶来切开DNA。CRISPR可以抵御侵染乳酸杆菌的病毒，而这种病毒侵染后会使酸奶变味，张锋说，“当时这个领域关注的是使用CRISPR生产更好的酸奶”。　　张锋却有着更为宏大的目标。“我们能让它在人类细胞中工作吗？”他发邮件给他的研究生丛乐，“这可能会是个大项目”。　　这确实是一个大胆的目标。继续研究TALEs，这是一个更加成熟的技术，当然会更加安全，丛乐后来回忆说，但“我们决定试一下CRISPR，它值得冒险”。　　
　　疯狂工作　　回到剑桥以后，丛乐“立刻意识到张锋为何如此激动”。TALEs简直要让他们发疯了，合成一个接一个蛋白需要大量的劳动，而且经常不能靶定他们想要的DNA序列。但是CRISPR使用RNA，而不是蛋白质识别基因组中特定的DNA序列。如果合成蛋白质就像使用积木拼装过山车一样复杂，组建RNA则像用线穿珠子那样容易。　　俩人并没有像其他科学家那样先去细菌中研究CRISPR热热身，他们直接跳入到人类和老鼠的细胞，如果CRISPR能够在这些高等动物的细胞中工作，就能立刻证明它的医学价值。在办公室的白板上，张锋列出了每一个他们需要做的实验，并将它们一一分解。　　“刚开始只有张锋和我，我们发了疯地拼命工作”，丛乐说。他们用了几个月的时间测试Cas9酶，特别是要监测这些酶是否能够进入人类细胞的细胞核。CRISPR系统起源于细菌，而细菌中并不含有细胞核，所以并不能保证它也能在真核细胞中工作。“我们希望能证明CRISPR比TALEs更好用，这是革命性的，也为基因组编辑提供新的选择。”丛乐说。　　他们经常工作到晚上11点或者更晚。张锋要给学生上课，到下午晚些时候才能开始他的实验。他们休息时吃拉面、中餐外卖或者卷饼。只有一次，张锋临时决定参加所住公寓中心的一个派对，并且尝试了人生中的第一口龙舌兰酒（每人只喝了一口，当晚他们又都回到了实验室）。　　这两个科学家希望证明至少两件关键的事情：CRISPR能够在老鼠和人的细胞中编辑基因组，被编辑的基因组能够按照他们的想法工作。他们使用绿色荧光蛋白追踪基因，张锋高中时就对荧光蛋白情有独钟；他们使用荧光显微镜和高级照相机研究绿色荧光：细胞里的绿色荧光越少，说明CRIPSR敲除的绿色荧光基因越多。　　到2012年的春天，张锋说，这些基础的工作已经完成，他们也有足够的数据来发表文章。但是这只会是一篇普通文章。“我不想只是因为结果已经可以发表就投稿，”他说，“我希望等到我们有重大的进展时再发表文章，而不是只为成为第一。”　　“我们以为时间很充裕，”丛乐回忆说，“不知道还有竞争者。”　　但竞争确实发生了。2012年6月，瑞典于默奥大学(Umea University)的法埃马纽埃尔o卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和加州大学伯克利分校的詹妮弗o杜德纳（Jennifer Doudna）领导的研究小组在《科学》杂志上发表文章，报道了在试管中使用CRISPR-Cas9来切割DNA序列，“揭示了使用RNA来编辑基因组的可能性”。　　张锋没有觉得他的成果被抢先发表了。他说，很多生化工具在试管中能够工作，但在人的细胞中却不能工作。在卡彭蒂耶和杜德纳的文章发表前，丛乐回忆说，他们就使用了“一个完全独立、不同的方法使用Cas9进行基因组编辑”，这与卡彭蒂耶和杜德纳论文中提出的策略完全不同。“我们在那篇文章发表前已经研究出了这些细节”，丛乐说，张锋在6月之前提交的一份基金申请里也包括了这些细节。　　更重要的是，当他们读到竞争对手的论文时，他们发现里面描述的使用CRISPR-Cas9系统的这两种分子的方式与张锋团队设计的方式有“很大不同”，在试管中使用的系统缺乏在活细胞中进行基因组编辑的“关键成分”。　　整个夏末，这个团队都在持续加压工作，收集的数据显示他们的系统不仅能够在人类和老鼠的细胞中靶向特定的序列，并且能够同时编辑多个位点。最后的冲刺阶段，张锋为他扩张中的实验室又招募了一些新成员，他的同事形容这就像一个科技初创企业，张锋认识到他做了一个杀手级应用，于是在这个战场投入很多人，犹如将军指挥士兵。“我们”，张锋强调了这个词，“证明我们可以编辑人类基因组”。　　他于当年（2012年）10月5号把文章送到了《科学》杂志，2013年1月上旬文章在线发表，同期发表的还有一篇类似的论文，通讯作者是哈佛大学教授乔治o切奇（George Church）。张锋在哈佛大学做研究员时曾在他的实验室工作过。当张锋被问起是否知道以前的导师也参与到CRISPR的竞赛，他说他并不知道。　　专利之争　　
　　专利之争　　媒体上会有一些对张锋不太好的新闻，他偶尔也会被人在推特上攻击，因为麻省理工学院在他申请CRISPR相关专利时支付了70美元用于加快评审。竞争对手把这描绘为有犯规的嫌疑，因为杜德纳和卡彭蒂耶比张锋提交专利申请早好几个月，但是还不能确认这是否会对对专利决定的结果存在影响。　　当时，美国专利局的规定是将专利授予第一个发明或第一个构想出新东西的人。张锋提交了实验室的记录本，以证明他们实验室确实是第一个（想到或发明的），这将比已经发表的结果占更大的比重。如果按照现在的“提交优先”的申请制度，专利可能会授予杜德纳和卡彭蒂耶。但在实际有效的“发明优先”的传统系统下，麻省理工学院2014年4月获得了一个关键的专利，使用CRISPR编辑植物和动物的基因组，张锋被列为发明人之一。　　加州大学伯克利分校已经对这个决定提出申诉。该大学认为杜德纳和卡彭蒂耶取得了CRISPR的关键突破，特别是确定了使CRISPR系统工作的三个关键分子，而张锋在动物细胞中的成功只是她们工作的延展。　　张锋并不同意这种说法，他说杜德纳和卡彭蒂耶2012年的论文“显示了你可以在试管中对DNA进行剪切”。但如果延展到植物和动物细胞中是“显而易见”的，“为什么我们的论文会被《科学》杂志接受？”张锋问道。他说，他在2011年就有了在动物基因组中使用Cas9，并在人类细胞中使用的想法，他所设计的RNA与杜德纳和卡彭蒂耶描述的并不一样。　　“即使一次只能改变一个基因，也足以引发一次革命。”　　张锋的突破打开了CRISPR研究的闸门：题目包含CRISPR的科学论文从2012年的90篇增长到今年的741篇（这一数字还在不断增加中）。张锋还使用一个称为Addgene的非盈利机构与全世界的生物学家分享CRISPR的信息。　　人们对CRISPR的浓厚兴趣反映出它在基础研究与商业研发领域的惊人力量。然而，几乎没有哪个媒体在报道CRISPR时不会提到“设计婴儿”这样的表述。CRISPR技术几乎可以在任何类型的细胞中使用，包括人类的卵细胞、精子和胚胎。如果有人从诸如“人为编辑的生殖细胞”发育而成，那就意味着携带了基因组2.0版本。而他或她的后代也会如此。这引发公众对基因编辑的热情高涨，外界纷纷揣测CRISPR是否能够加强个性、认知、行为以及生理等方面的特征。　　
　　@坚决止损盈利持仓 2楼
07:21　　基因编辑可以应用于人类疾病治疗，但必须严格禁止作用于人类本身～人类胚胎　　-----------------------------动物转基因可能会产生新的高级智慧生物，楼主的担忧确实值得思考。　　
　　今年4月，中国的科学家报道了使用CRISPR编辑体外受精中不能存活的人类胚胎基因组，引发了一场轰动。美国国家科学院下个月将会举行一场关于基因组编辑的峰会，讨论该技术的前景、风险以及监管的必要。　　10月，张锋向美国国家科学院报告了他的工作，强调他的实验室以及他参与建立的公司Editas Medicine正在研发基于CRISPR的治疗方法不会针对生殖细胞，而是用于其它细胞，比如编辑血液细胞来治疗镰状细胞贫血。他说，即使一次只能改变一个基因，也足以引发一次革命。　　“他的实验室跑得更快”　　张锋最为突出的是他的工作效率。自2013年发表具有突破性的CRISPR论文，他已经发表了38篇论文。他的实验室一直到深夜都很热闹，张锋经常和比他更年轻的同事们一起欢快地使用移液器做实验。“他和家人吃过晚饭就会回到实验室”，他的妻子，还在学步的女儿以及他的父母挤在距离博德研究所1英里左右的一个公寓里，“因为他通常等不到第二天早上看实验结果。”张锋的博士后纳奥米o哈比卜（Naomi Habib）说道，“他以身作则，不会去计算你在实验室的时间，但他用自己的热情感染我们。”　　当哈比卜告诉张锋她要生第二个孩子时——很多实验室的老板在遇到这种情况时，不管是男性还是女性，都会言辞不善，甚至发怒——而张锋则安排了一位技术员来加快她实验的进度，并在她不在的时候继续实验。　　他将功劳归于其他科学家，即使是实验室最底层的人员。2014年，张锋和同事编辑了一种新的CRISPR相关蛋白系统，他将其命名为SAM——表面上是“协同激活介质（synergistic activation mediators）”的首字母缩写，其实是做这个工作的三个学生的名字首字母的缩写。“我们需要起一个奇特的名字取悦审稿人”，张锋说，“但其实SAM是为他们起的名字。”　　他有一种不可思议的能力，能够洞见一个想法的潜力，就像他第一次听说CRISPR那样。5月，一位科学家参加博德研究所的一个基因组编辑会议，提到一些细菌可能使用Cas9以外的一些酶来切割DNA。随后，张锋随意走到他的一个研究生贝恩德o蔡彻（Bernd Zetsche）旁边问：“你忙吗？” 蔡彻嗯嗯啊啊了一阵，显然他手上有一个正在进行的项目，不过张锋将蔡彻的方向改到他最新的头脑风暴上来。　　到了9月，他们就发表了一篇论文，描述了一个新的分子剪刀家族，可以用来编辑人类和其它物种的基因组。“不知怎么的”，蔡彻说道，直到现在他还没从这种难以置信的快速转换中回过神来，“这个实验室的一切都跑得更快。”　　虽然张锋以CRISPR闻名，但他认为这仅仅是他实现真正目标的一个手段，他希望使用遗传学理解并最终治愈精神疾病。他的实验室有一半人员集中在脑科学研究。张锋说，自闭症、抑郁症、精神分裂和其它严重的精神疾病取得真正的进展，这是驱动他向前的动力。他说，这些疾病带走的一切，包括感受欢乐的能力、进行有意义的社会交流的能力，进行清晰、有深度的思考的能力，是“作为一个人非常必要的一部分”。　　在最近一次组会上，哈比卜向三十多个人展示了她的实验结果，她的PPT显示数千个基因在哪些神经细胞中处于活跃状态。张锋并没有主导这次讨论，但他强调确保他们发现的重要性被公众认知。　　“图1的冲击力还不够，”他说，“如果图1能够告诉大家，’我们能做这些，它很重要’，这会非常好。”想象你的听众是“一个高中生物课堂上的学生而不是你的同行”，他建议道。　　如果世界还不知道你做出了突破性的成果，他告诉他的同事，那实际上你并没有达到你的目标。　　备注：英文原文标题为“Meet one of the world's most groundbreaking scientists. He is34"，发表于STAT。如需转载，请联系《知识分子》编辑部。　　
　　用于水稻改良　　[cp]近日，从中国水稻研究所获悉，王克剑研究团队与扬州大学合作，基于新型基因组编辑技术研发了一套简易的多基因编辑系统（CRISPR-Cas9），该系统简单易懂，只需要掌握基本的分子克隆技术就可以实现多基因编辑载体的快速构建。该系统的发展为水稻多突变体的获得提供了便捷高效的新方法。[/cp]　　
　　干细胞+基因编辑　　干细胞先驱最新成果：CRISPR与重编程的完美结合　　 cell　　?　　CRISPR基因编辑和iPS重编程是近年来的两大热点技术。CRISPR/Cas9已经在多个领域中展现了自己强大的特异性基因靶标能力。而iPS重编程在构建疾病模型和新药开发中有着很高的应用价值。将CRISPR应用到iPS细胞中去，可以实现个性化的干细胞治疗，造福多种遗传学疾病的患者。　　Morgridge研究所和Murdoch儿童研究所（MCRI）的研究人员，将重编程与CRISPR基因组编辑结合到一个步骤中，显著缩短了生成基因校正干细胞的时间，是实现个性化细胞疗法的重要一步。　　干细胞能够分化成为机体内任何类型的细胞，既是研究人体早期发育的理想工具，也是细胞治疗的宝贵资源。胚胎干细胞很适合临床使用，但获得这些细胞会破坏胚胎，有很大的伦理争议。2006年日本科学家山中伸弥开发了一个变通方案，将四个基因引入特化的成体细胞（比如患者的皮肤细胞），将其重编程为诱导多能干细胞（iPS细胞）。这些细胞在实验室中表现出与胚胎干细胞相似的能力，又避开了胚胎干细胞的伦理问题，在疾病模拟、药物筛选和细胞治疗中有着巨大的应用前景，被人们视为细胞疗法的新希望。　　细菌一直在与病毒或入侵核酸进行斗争，为此它们演化出了多种防御机制，CRISPR/Cas适应性免疫系统就是其中之一。规律成簇的间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas9的组合，可以在引导RNA的指引下，靶标并切割入侵者的遗传物质。 2012年研究者们利用这一特点，将CRISPR系统发展成了强大的基因组编辑工具。　　几乎所有实验室都可以很方便的进行CRISPR基因组编辑，你只需要在自己感兴趣的细胞或生物中表达Cas9内切酶和引导RNA（gRNA）。内切酶Cas9会在gRNA的指导下引入位点特异性的双链断裂，然后细胞通过同源重组进行修复，最终改写基因组的特定位点。　　获得基因修饰的诱导多能干细胞（iPSC）通常包括许多步骤，比如长时间的细胞培养、药物筛选和数次克隆，差不多要花三个多月。现在，Sara Howden博士及其同事在短短两周内就从患者皮肤细胞获得了基因修复的干细胞。这一成果发表在十一月十二日的Stem Cell Reports杂志上。　　治疗性细胞的制备主要包括两个基本步骤：第一，将成体细胞重编程为多能干细胞，以便分化为治疗所需的细胞类型；第二，通过基因编辑技术校正细胞内的致病突变。研究人员成功把这两个步骤结合在一起，通过电穿孔向患者特异性成纤维细胞同时引入加型重编程载体和CRISPR/Cas9系统。他们将这一技术用于两个独立的成纤维细胞系（分别来自患有视网膜色素变性的成人和患有严重联合免疫缺陷病的婴儿），靶标效率达到了全部iPS 细胞的8%。　　“我们这个方法可以为患者及时提供经过基因校正的细胞，有助于推动细胞治疗的实际应用，”Howden说。　　“用患者特异性的iPS细胞进行治疗，在时间上往往很难实现，”文章的资深作者，干细胞先驱James Thomson说。“再加上校正基因缺陷，简直就是不可能完成的任务。我们需要培养细胞、分析细胞、校正细胞并诱导其分化，这一过程很漫长。”　　“Dr. Howden将重编程与CRISPR基因校正结合为一步，大大减少了所需的时间，”Thomson补充道。研究人员指出，这种方法显著缩短了细胞培养阶段，可以降低与体外培养有关的风险，比如基因组不稳定或者表观遗传学改变。　　激酶JAK3发生突变会导致严重联合免疫缺陷病（SCID）。对于患有SCID的孩子来说，一次轻微的病毒感染都可能致命，因为他们的免疫系统并不完整。SCID患者的血液循环中缺乏T细胞和自然杀伤细胞（NK细胞），B细胞数量正常但机能低下（T–B+NK–）。这些患者往往需要紧急的医疗干预，这项研究提供的快速方法在这种情况下非常有优势。　　这项研究向人们展示了同时进行重编程和基因校正的快速策略。这一过程只需要一次克隆，不用进行药物筛选，实现“无缝”的单碱基对改变。下一步，研究人员打算将自己的方法用于血液样本，以便进一步加快整个进程。因为皮肤细胞在开始重编程以前还需要扩增几个星期。　　
　　基因编辑，猪　　[cp]来自吉林大学的研究人员报告称，他们利用CRISPR/Cas9系统高效构建出myostatin(MSTN)基因突变猪。这一研究成果发布在11月13日的《ScientificReports》杂志上。吉林大学的逄大欣(DaxinPang)教授及焦虎平(HupingJiao)是这篇论文的共同通讯作者。[/cp]　　
　　在基本人权都得不到保障的中国，在信奉唯物主义为国教的中国，探讨医学伦理的前沿问题，真是滑稽
　　[cp]【基因编辑技术让猪产生人血白蛋白】以前大型家畜精确的基因组改造只能通过冗长和繁重克隆方法实现，不过现在这种方式将得到改变。张普民及其研究团队利用CRISPR/Cas9基因修饰工具让猪的体内产生人血白蛋白，这让利用大型动物生产生物医药产品或制造牲畜菌株成为可能。http://t.cn/RUHGoWJ[/cp]　　
　　[cp]【基因编辑技术让猪产生人血白蛋白】以前大型家畜精确的基因组改造只能通过冗长和繁重克隆方法实现，不过现在这种方式将得到改变。张普民及其研究团队利用CRISPR/Cas9基因修饰工具让猪的体内产生人血白蛋白，这让利用大型动物生产生物医药产品或制造牲畜菌株成为可能。http://t.cn/RUHGoWJ[/cp]　　该领域～基因编辑（crispr/cas9技术），呈现出技术爆炸的趋势，　　生物基因技术，终于成熟爆发了。　　
　　@佚畋攘诟鼌襳蕙纕
11:25:00　　在基本人权都得不到保障的中国，在信奉唯物主义为国教的中国，探讨医学伦理的前沿问题，真是滑稽　　—————————————————　　这是两回事。　　吃饭是重要，自由民主是重要，　　但是　　核弹同样重要，核安全，核威慑同样重要，　　基因编辑技术也同样重要　　处理不好，同样可以毁灭人类自身。　　
　　NOVEMBER 12, 2015　　Can CRISPR Avoid the Monsanto Problem?　　BY MICHAEL SPECTER　　SHARETWEET　　?Because it makes manipulating genes so much easier,CRISPR offers researchers the ability to rapidly accelerate studies of many types of illness, including cancers, autism, and AIDS.CREDITPHOTOGRAPH BY MAX WHITTAKER/THE WASHINGTON POST/GETTY　　It is distressing, but a fact, that the more rapidly any technology is adopted by scientists the more likely it is to leave people confused, anxious, and suspicious. This week, I wrote an article for the magazine about just such arevolutionary technique, called CRISPR, that permits scientists to edit the DNA of plants and animals with an ease and a precision that even a decade ago seemed inconceivable.　　CRISPR research has already begun to transform molecular biology. There have been bold new claims about its promise and powers nearly every day. Yet, for the past fifty years, at least since Watson and Crick demonstrated that DNA contained the blueprints required to build everything alive, modern science has been caught in a hype trap. After all, if we possess such exquisitely detailed instructions, shouldn’t they be able to help us fix the broken genes that cause so many of our diseases?　　
　　other animals, or plants.　　It turns out, however, that genetics and magic are two different things. Deciphering the blueprints in the three billion pairs of chemical letters which make up the human genome has been even more complex than anyone had imagined. And even though the advances have been real, and often dramatic, it doesn’t always seem that way. This has led many people to discount, and even fear, our most promising technologies. Somehow, we take lessons more readily from movies like “Jurassic Park” and “Gattaca” than from the very real, though largely incremental, advances in medical treatments.　　This dangerous disconnect between scientific possibility and tangible results has already caused great harm: a scientifically unjustified fear of G.M.O.s, for example, has prevented many potentially life-enhancing crops from even being tested, let alone planted widely. The death of one patient, in 1999, halted all human-gene-therapy experiments in the United States for several years. We should, of course, be exceedingly cautious with such research, but if the U.S. is going to stop studies that could potentially help millions of people there are costs to that, too. (It’s worth remembering that there are real risks to everything we do: aspirin kills hundreds of Americans every year, and in the first half of 2015 nearly twenty thousand people have died in car accidents.)　　Because it makes manipulating genes so much easier, CRISPR offers researchers the ability to rapidly accelerate studies of many types of illness, including cancers, autism, and AIDS. It will also make it possible to alter the genes of plants so that they can resist various diseases (without introducing the DNA of a foreign organism, which is how G.M.O.s are made). With CRISPR, almost anything could become possible: You want a unicorn? Just tweak the horse genome. How about a truly blue rose? The gene for the blue pigment does not exist naturally in roses. With CRISPR, it should be a trivial matter simply to edit that gene in.　　Eventually, CRISPR should also permit technicians to edit embryos, which, at least in theory, could change the genetic lineage of mankind. The prospect is at least as frightening as it is exciting, and we need to start talking about that now. In the press, at least, that conversation—about perhaps the most exciting advance in the history of molecular biology—seems to have started. Two of the researchers I focussed on in my piece forThe New Yorker have also been featured in other publications in the past two weeks: the Times has a profile of Jennifer Doudna, the Berkeley biochemist who helped figure out how to programCRISPR molecules to edit DNA, and STAT, a new online health and science publication launched by the BostonGlobe’s owner, has one about Feng Zhang, a pioneering biologist at the Broad Institute of Harvard and M.I.T., who first made the technology work in mammals. The subject will soon get even more attention. Early next month, the National Academy of Sciences will convene an international conference devoted to the ethical use of this powerful new tool.　　
　　To deploy CRISPR properly will require far more than a dialogue among scientists, however, no matter how public or well-intended. Many of the people I interviewed told me that, if the public is left out of the discussion about CRISPR, the technology will almost certainly end up with what they described as a “Monsanto problem.” When Monsanto introduced G.M.O.s, in the nineteen-nineties, it failed to engage people. Nobody knew whether these new products—seeds created in a lab—were safe, or for whom they were most valuable. The result was a suspicion (and, in many cases, an overt hostility) that has lingered long after the technology has been proven both safe and useful.　　CRISPR is far too important to become entangled in the same web of confusion that has made G.M.O.s such a toxic issue. We ought to have learned something from those troubling and exten scientists, politicians, and everyone else needs to join in on this debate now. Society has no choice but to come to terms with both the potential benefits and the possible risks. That will require a big change: today, there isn’t even really a regulatory mechanism capable of governing products like CRISPR.　　It has been nearly seventy-five years since C. P. Snow, in a famous lecture, warned that the world had divided into two cultures—the sciences and the humanities—and that the split could endanger civilization. That divide is not getting smaller, and it has never carried with it more potential harm. CRISPR is not just an exciting scientific advance. It also presents us with our best hope of moving forward sensibly as a modern society, and of doing it together.　　
　　技术仍在飞速发展！　　[cp]#《环球财经》2015年11月刊# 【基因编辑术再下一城】作为分子生物学领域最重要的分支，基因编辑领域最具影响力的科学家就是32岁的华裔科学家张峰。近日，张峰领导的研究小组宣布找到了一种更好的CRISPR基因编辑工具CRISPR-Cpf1，使基因编辑术向更简单、更便宜、更快和更准的方向又迈进了一大步。[/cp]　　
　　有专利争议，呵呵　　CRISPR：世纪最重磅的生物技术，究竟是谁该拥有它？　　来源：生物探索
09:48　　?　　Jennifer Doudna （左）和Emmanuelle Charpentier　　上个月在美国硅谷，科学家Jennifer Doudna 和Emmanuelle Charpentier身穿黑色礼服获得了奖金为300万美元的生命科学突破奖。她们因开发出强大且应用范围极广的基因组编辑工具CRISPR-Cas9获奖，CRISPR被誉为本世纪目前为止生物技术领域的最大突破。　　笔者上个月也对该新闻进行了报道，当时心中也有疑问，为什么为人熟知的CRISPR/Cas9技术的先驱，MIT-Harvard Broad研究所的张锋没有获奖。读者中也有很多人产生同样的疑问。　　今年4月15日， Broad研究所成功申请了CRISPR-Cas9技术的专利，张锋博士就是该专利的发明者，这使得他和他的研究所几乎可以控制所有与CRISPR相关的重要商业使用。　　那么问题来了！为什么CRISPR的专利和科学突破奖落在了不同的人手中？　　CRISPR-Cas9技术的专利申请表　　?　　现在问题争论的焦点是，谁在什么时候发明了什么？这就涉及到三家大量融资的创业公司，六个大学以及数千页的法律文件。其中一家公司是Emmanuelle Charpentier与人联合创办的瑞士药物研发公司CRISPR Therapeutics。CRISPR Therapeutics的现任CEO Rodger Novak说：“知识产权在这个领域是相当复杂的，每个人都知道　　
　　[cp]看了一篇CRISPR簡短科普?一方面覺得臥槽太酷了另外一方面覺得人類離作死自己也不遠了?[/cp]　　[cp]【CRISPR首次编辑人类基因项目将启动，用于治疗失明】上周在剑桥举行的EmTech会议上， Editas公司CEO Katrine Bosley 表示，该公司计划在2017年开启CRISPR治疗失明的临床试验。如果Editas执行该计划，那么这项研究将是CRISPR编辑人类DNA的首个例子。 http://t.cn/RUNVHCw[/cp]　　
　　基因编辑技术，好像比之前的植物用的转基因技术厉害多了！！！　　[cp]你国反转基因固然蠢，但是支持转基因的也没见到什么靠谱的，跟清华学生护卫PX词条有一拼。要是说孟山都的变态蛋白和抗草甘膦基因安全也就算了反正遍地都是了，你国科学家在山寨什么都不知道就给人打保票。另外CRISPR这两年才开始热起来，之前基因编辑刀耕火种的水平就不要随便拍胸口好像有多牛逼了。[/cp]　　
　　Science：革命性基因编辑技术CRISPR 狂潮来势汹汹　　来源：生物360 / 作者：koo / 　　1 / 5553 / 3 /　　?　　当病毒攻击细菌时，细菌会作出以 DNA 为目标的防御反应，生物学家利用此机理研发基因工程技术。　　如果只是一份报告发表的话，仅会获得一些关注。但是当有6份报告同时发表时，这便意味着它是大势所趋。　　细菌也会生病，这对于乳品业来说是一个潜在的大问题。乳品业通常依靠细菌（诸如嗜热链球菌）生产酸奶和乳酪。嗜热链球菌将牛奶中的乳糖分解为有刺激性的乳酸。但是某些病毒，诸如噬菌体能逐步削弱细菌，进而对在细菌作用下生产的食物的质量或数量造成严重损害。　　CRISPR 技术　　2007年，来自丹尼斯克公司（一家总部位于丹麦哥本哈根的食品添加剂公司，目前被杜邦公司收购）的科学家找到了一种能增强细菌防御噬菌体能力的方法。这一发现使得杜邦公司能够为食品生产培育更强壮的菌株。一些基本的原理也被揭示：细菌具备一种有高度适应性的免疫系统，使得它们能击退来自某种噬菌体的多次进攻。　　突然之间，不仅是食品科学家和微生物学家，很多领域都意识到细菌免疫系统的重要性，因为它具备一个非常有价值的特性：以某个特定的基因序列为目标。今年1月，4个研究团队报告了这一被称为 CRISPR 的系统。在接下来的8个月中，许多科研团队利用它来删除、添加、激活或抑制人体、老鼠、斑马鱼、细菌、果蝇、酵母、线虫和农作物细胞中的目标基因，从而证明了这个技术的广泛适用性。　　美国哈佛大学的 George Church 说，生物学家最近开发了一些新方法来精确操纵基因，“但 CRISPR 的功效和易用性在各方面都更胜一筹”。 Church 的实验室是首批将该技术应用于人体细胞的实验室之一。　　基于 CRISPR ，科学家构建人类疾病小鼠模型的速度要比之前快得多，研究单个基因则更为快速，能立刻容易地改变细胞中的多个基因，以便研究它们的相互作用。但是今年研究 CRISPR 的热潮可能会减退，因为这种方法的局限性开始显现。但 Church 和其他 CRISPR 的先驱者已经成立了公司，希望利用这项技术治疗遗传性疾病。美国波兹曼市蒙大拿州立大学生物化学家Blake Wiedenheft说：“我不认为有任何领域的任何例子能够说明这项技术发展得过快。”　　蹒跚起步　　这种新基因工程工具于1987年被首次报道，一个研究团队在一个细菌基因的一端观察到一个奇怪的重复序列。这一现象当时并未引起太多人的注意。十年后，破译微生物基因组的生物学家经常发现类似令人费解的模式（一个 DNA 序列紧跟着几乎完全相同但以相反方向构造的序列）。这一模式出现在超过40%的细菌和90%的古生菌中。　　很多研究人员假定这些奇怪的序列是毫无意义的，但是2005年，三个生物信息学团队报告，间隔区 DNA 通常和噬菌体的基因序列相匹配，表明 CRISPR 在微生物免疫中可能发挥了作用。加州大学（UC）伯克利分校生物化学家Jennifer DouDNA 说：“这是一个非常重要的线索。”而马里兰州贝塞斯达市美国国家生物技术信息中心的Eugene Koonin和他的同事则提出，细菌和古生菌占据了噬菌体 DNA ，之后将其作为RNA分子（能阻止外来 DNA 的匹配）的一个模板保存起来，就像真核细胞利用一个被称作核糖核酸干扰（RNAi）的系统摧毁RNA一样。　　2007 年，丹尼斯克团队的 Rodolphe Barrangou、Philippe Horvath 和其他人证明，他们能通过添加或删除和噬菌体 DNA 相匹配的间隔区 DNA ，改变嗜热链球菌对噬菌体攻击的抵抗力。在那时，Barrangou（目前就职于美国罗利市北卡罗来纳州立大学）并未充分发挥 CRISPR 的全部潜能。他说：“我们还不清楚这些元素能否像引人注目的基因编辑技术那样，成为随时可利用的技术。”　　DouDNA 与目前任职于德国亥姆霍兹感染研究中心和汉诺威医学院的 Emmanuelle Charpentier 开展了下一个步骤。它们独立地梳理了各种和 CRISPR 相关的蛋白质所发挥的作用，研究间隔区 DNA 如何在细菌的免疫防御中发挥作用。但是这两名专家很快转而研究依赖一种被称为 Cas9 的蛋白质的 CRISPR 系统，因为这个 CRISPR 系统比其他 CRISPR 系统更简单。　　遭遇噬菌体入侵时， CRISPR 会作出反应，此时细菌把间隔区 DNA 和 DNA 回文序列转录成一串长的RNA分子。tracrRNA（一个额外的RNA片段）和 Cas9 一起作用产生crRNA（源自间隔区的RNAs）。 Charpentier 的团队于2011年将这一发现报告在《自然》杂志上。该团队提出，Cas9、tracrRNA 和crRNA 一起以某种方法攻击和crRNA配对的外来 DNA 。　　席卷全球　　速度并不是 CRISPR 的唯一优势。 Church 的团队正在推广 TALENs （合成核酸酶）在人体细胞中的使用。在3种类型的人体细胞中，在切割目标 DNA 方面， CRISPR 系统要比 TALENs 更高效，且能比 TALENs 处理更多的基因。为了说明 CRISPR 系统的简便性， Church 的团队合成了成千上万的向导RNA序列——可锁定 90% 的人类基因。　　几乎和 Church 的论文同时出现的一篇独立研究论文（由美国马萨诸塞州博德研究所合成生物学家 Feng Zhang 和他的同事完成）显示， CRISPR 能立刻锁定和切割人体细胞中的两个基因。在和马萨诸塞州怀海德生物医学研究所发育生物学家 Rudolf Jaenisch 的合作中， Zhang 分裂了小鼠胚胎干细胞中的 5 个基因。　　这些工作为培育变异老鼠打下了基础，这是生物医学研究的一个关键工具。一个方法是，将发生突变老鼠的胚胎干细胞植入一个正在生长的胚胎中。他的团队发现，这能简单地将 Cas9 信使 RNA 和两个向导 RNAs 注入老鼠的卵子或受精卵中。　　根据 Zhang 的 CRISPR 技术，一个新的小鼠模型即将在几周内投入测试。 Zhang 认为，这种方法并不局限于老鼠。只要你能操纵胚胎并重新植入胚胎，你将可以在更大型的动物（甚至灵长类动物）上开展该研究。　　在 Zhang 和 Church 的报告在线发表3周之后，DouDNA 的团队和一个韩国研究小组报告称，他们成功利用 CRISPR 切除了人体细胞的 DNA 。与此同时，另外一个小组透露，他们利用 CRISPR 创造出变异的斑马鱼。一系列的研究报告造成了协同效应，为生物界赢得了广泛的关注。北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学生物医学工程师 Charles Gersbach 说：“如果只是一份报告发表的话，仅会获得一些关注。但是当有6份报告同时发表时，这便意味着它是大势所趋。”　　一年前，当高彩霞看到 DouDNA 和 Charpentier 的研究报告后，她被他们的理论所折服。高彩霞的团队来自北京市中国科学院遗传与发育生物学研究所，她们已经利用锌指结构和 TALENs 技术在大米和小麦上进行研究。通过利用 CRISPR ，她的团队已经成功地令大米的 4 种基因失去功能，这意味着该技术可以用于改良大米这种重要的农作物。至于小麦，她们剔除了一种基因，使小麦获得了白粉病抗性。 CRISPR 的进展令人兴奋，高彩霞团队的研究报告发表在8月刊的《自然-生物技术》上，与此同时，还有另外 4 篇关于 CRISPR 在植物和老鼠身上的研究成果的报告同期发表。　　CRISPR 的使用成本很低：免费的软件使得设计向导 RNA（用于针对特定的基因）的成本为零，另外只需花费 65 美元便可以从名为 Addgene 的基因资源库中获取基因，来设计自己的 CRISPR 系统。自今年开始， Addgene （共有11个科研小组为它提供了可用于 CRISPR 系统的 DNA 序列）已经见证了 5000 种 CRISPR 构造的产生。今年 7 月， Addgene 在一周内就收到了（为了设计一种新构造的）100 份订单， Addgene 的执行董事 Joanne Kamens 说：“ Addgene 正在热卖中。”　　
　　@坚决止损盈利持仓
09:56:27　　@s146s
09:06:00　　科学研究只要不盲目推广，危害是有限的。　　—————————————————　　基因编辑人类胚胎，必须定义为犯罪行为。　　否则，根本无法制止改变人类基因的冲动。　　比如邪教组织。　　其实，crispr技术门槛相当低。　　-----------------------------　　还行吧 其他机构都不准研究，只让中国研究就行了。
　　人类逐渐开始走向神的角色了，精神建设跟上的话，是必然的趋势，宗教自然也就失去其存在的必要性了。
　　[cp]CRISPR技术武器化会怎样？细思恐极[衰][/cp]　　武器化，的确是值得忧虑的。这是各国军方秘密研究的动力。　　
　　crispr的专利权，已经被授予　　CRISPR-Cas系统这种序列特异性的DNA切割机制很快引起了人们的兴趣。由于这一系统能够切割DNA，并且其序列特异性由crRNA的序列所决定，因此它成为了DNA编辑的理想工具。细菌中的CRISPR-Cas系统极为多样，而一个来自产脓链球菌（Streptococcus pyogenes）的由Cas9蛋白参与的系统被人们研究的最为透彻。因此人们对它进行了改造，将编码Cas9蛋白的序列及其附属元件共同制造成为一个单一的载体。同时为了能够让这些组分进入真核细胞的细胞核，还加入了入核信号元件。这样一来，只要科研人员只需针对需要编辑的DNA序列合成一段DNA序列，插入这个载体的特定部位。在转入宿主细胞后，产生的人工构建的gRNA就能指导Cas9蛋白切割宿主细胞特定的DNA序列，从而起到基因编辑的作用。　　?CRISPR-Cas9基因编辑系统示意。图片来源：《生物化学与生物物理进展》　　DNA编辑的广泛前景　　CRISPR-Cas9系统，被称为第三代基因编辑技术。相比于它的两位前辈ZFN系统和TALEN系统，它有着一些无可比拟的优点。首先，CRISPR-Cas9系统的可用位置更多。理论上基因组中每8个碱基就能找到一个可以用CRISPR-Cas9进行编辑的位置，可以说这一技术能对任一基因进行操作，而TALEN和ZFN系统则在数百甚至上千个碱基中才能找到一个可用位点，这大大限制了使用范围。其次，CRISPR-Cas9系统更具有可拓展性，例如可以通过对Cas9蛋白的修饰，让它不切断DNA双链，而只是切开单链，这样可以大大降低切开双链后带来的非同源末端连接造成的染色体变异风险。此外还可以将Cas9蛋白连接其他功能蛋白，来在特定DNA序列上研究这些蛋白对细胞的影响。第三，更为重要的是，CRISPR-Cas9系统的使用极为方便，只需要简单的几步就能完成，几乎任何实验室都可以开展工作，而不需要向ZFN和TALEN那样借助商业公司的协助完成。由于以上特点，CRISPR-Cas9被评为2013年生物学10大突破之一。值得说明的是，CRISPR-Cas9系统在真核细胞中很多重要的研究，都是由华人学者张峰主持完成的。　　由于来源于细菌的CRISPR-Cas9系统在真核细胞内也能很好的工作，这显示出了其巨大的应用潜力。例如在基础科学研究领域，CRISPR-Cas9系统最多的是被用来定点敲除一些基因，从而便于研究这些基因的生物学功能。同时CRISPR-Cas9系统的商业化应用潜力也不容小视。例如在生物治疗领域，结合诱导多能干细胞（iPS）技术，人们可以将通过基因编辑修复的iPS细胞重新发育为正常组织和器官来供病人使用。而在家畜育种等工作中，对一些关键性状基因的编辑能够大大加快良种的育种速度。　　正是由于CRISPR-Cas9的诸多优秀特点和广泛的应用前景，因此它成为了专利申请的热门方面。尽管已经有多份应用CRISPR序列或Cas蛋白的技术专利，但这次Broad研究所获得批准的是第一份将一整套CRISPR-Cas9系