更高、更快、更强的基因编辑技术
将开启生物学的新时代
奇点：死磕疑点、难点、亮点，做新医疗变革的思想阵地
文｜周伦
前几天，一家叫Editasmedicine的基因公司刷爆了我们这些生物狗的朋友圈。原因有两个，一是因为它获得了1.2亿美元的B轮融资，而且投资人名单里同时有比尔·盖茨和谷歌风投；第二，这家公司背后有一项让大家期待而又恐惧的暗黑技术。今天我们就给大家深度扒一扒这项有科幻意味的技术。有多暗黑呢？据说基因界已经集体吓尿，就连MIT和《Nature》、《Science》，都撰文呼吁科学家要保持理智，不要瞎编辑。今天我们就给大家深度扒一扒这项有科幻意味的技术。
CRISPR：基因世界的剪刀手首先你要知道Editasmedicine是一家基因编辑公司，他们手里握着一项叫CRISPR的基因编辑技术专利。啥叫基因编辑呢？就是用某些技术手段修改你的基因。以前大家对基因检测都有一个困惑：你查出来我基因变异又怎样？这东西也改不了啊！现在Editasmedicine告诉你：可以改！
其实，在CRISPR技术火起来之前，科学家就已经开始使用另外两种技术：ZFN和TALEN基因编辑技术。但是这两种方法的缺点是编辑效率低，成本高，精度也不够。年，加利福尼亚大学生物化学与分子生物学JenniferDoudna教授和德国亥姆霍兹中心EmmanuelleCharpentier教授成功地揭示了CRISPR编辑的原理，于是基因编辑一夜成名。有网友评论，与TALEN和ZEN相比，CRISPR可以说是更高、更快、更强，属于奥运宝宝。
那么CRISPR系统到底是怎么运作的呢？说到这里，就不得不佩服造物主的伟大与公平。CRISPR这一强大的系统最初发现于大肠杆菌。我们知道大肠杆菌有个天敌，叫噬菌体病毒，它可以将自己的DNA注入大肠杆菌体内，从而扰乱大肠杆菌的生命活动。当噬菌体的DNA进入大肠杆菌之后，就会将自己整合到大肠杆菌的DNA里面，然后大肠杆菌启动这部分的DNA转录成RNA。RNA就与一种叫Cas9的蛋白质结合，找到和它互补的噬菌体DNA，这样CRISPR/Cas9就整体结合到噬菌体的DNA上去了。然后Cas9就可以把噬菌体的DNA扯断了，这就是剪切的过程（已经看晕的同学请直接戳下面的视频看演示视频）。
目前科学界比较认同的观点是，CRISPR技术发现于年，但是当时并没有搞明白其内在的机制原理。年，科学家发现CRISPR在微生物中普遍存在。接着年，科学家才发现CRISPR其实是细菌防御病毒侵染的系统。最终直到年，CRISPR编辑的原理才被彻底揭示。紧接着发生了一件重要的事情，年哈佛-麻省理工博德研究所的华裔教授FengZhang和哈佛医学院GeorgeChurch教授同时独立证明了，CRISPR可以用于人体细胞的基因编辑。至此，关于CRISPR的科研经费和科研论文开始井喷。
CRISPR催生了一大筐伟大的科研项目自从科学家发现了CRISPR的原理之后，便开始琢磨着如何让CRISPR造福人类（以前都是在害我们）。于是科学家便对CRISPR做了修饰和改造，然后就有了下面这些研究成果。
CRISPR系统用于疾病治疗的研究。麻省理工学院的研究人员利用CRISPR系统，成功干掉了受到感染的哺乳动物肝细胞中的乙肝病毒（HBV）[1]；德州大学西南医学中心的研究人员利用CRISPR基因编辑技术，阻止了小鼠杜氏肌营养不良导致的肌肉退化[2]；杜克大学的研究人员利用CRISPR基因编辑技术，选择性地破坏HPV的两个负责宫颈癌细胞生长的基因，成功阻止了癌细胞的生长[3]；加州大学旧金山分校研究人员采用CRISPR编辑T细胞基因组，成功的改造了T细胞，并使其具备治疗HIV的能力[4]；加州大学旧金山分校的研究人员使用CRISPR改写β-地中海贫血的突变基因[5]，以达到治疗地贫的目的。。
CRISPR系统用于疾病发病机制的研究。癌细胞基因组测序已揭示出成千上万个与癌症相关突变，但是要研究这些突变与癌症的关系，必须建立小鼠突变体。但是传统的培育方法费时、费力、费钱（笔者当年跟一位师兄做研究，敲除一个基因花了3年的时间）。麻省理工学院的研究人员证实利用CRISPR基因编辑系统可将致癌突变导入到成年小鼠的肝脏中，这使得科学家能够加快研究癌症与突变之间关系的进程[6]。这项技术将改变“突变一个基因的工作量，足够一个学生写上一整篇论文”的窘境。据粗略统计，使用ZFN和TALEN编辑基因，费用高达数千美元，而CRISPR只需要几十美元。来自Broad研究所和麻省理工学院的研究人员利用CRISPR，构建出了肺腺癌的模型[7]。
利用CRISPR系统对付产生耐药性的细菌。近年来，随着人们对抗生素的滥用，导致很多细菌对最厉害的抗生素都产生了抗性。这些超级细菌，每年导致大量的患者死亡。由于新抗生素的发现的极其困难的。因此，麻省理工学院利用CRISPR基因编辑系统使得赋予超级细菌耐药或致病能力的基因失活，甚至可以选择性杀死携带着有害基因的细菌[8]。
利用CRISPR系统探究对生命体基因编辑的可能性。南京大学的黄许行教授利用CRISPR基因编辑技术，对猴和猪的基因做了定向改造，成功的获得了活蹦乱跳的猪[9]和猴[10]。
上面介绍的只是海量的CRISPR应用研究的非常小的一部分。年一年便有篇左右关于CRISPR的研究论文，它们分布在各个领域。
科学界的研究成果，总会让我们感到莫名的兴奋。但是上面所有的研究，基本都是停留在实验室内的基础研究。下面将要介绍的4家公司，也许会将CRISPR基因编辑技术带进现实。
将CRISPR带进现实的四驾马车目前在基因编辑届，公认的大牛是年揭示CRISPR编辑的原理的JenniferDoudna和EmmanuelleCharpentier，和年证明CRISPR编辑可以用于人体细胞基因编辑的FengZhang和GeorgeChurch。也正是他们四人，或联合，或独立创办了以下四家基因编辑公司。
CaribouBiosciences成立于年10月，创始人为JenniferDoudna，RachelHaurwitz，MartinJinek和JamesBerger。年4月2日获得万美元A轮投资，投资方为FidelityBiosciences，Novartis（诺华），MissionBayCapital，5PrimeVentures等。CaribouBiosciences北京看白癜风效果最好医院北京中科皮肤医院好不好
