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遗传学界大牛:张锋等三人并非CRISPR技术唯一功臣

2016/01/04 来源:生物通/何嫱
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导读
这些研究人员毫无疑问在将这一细菌免疫防御系统开发为一种强大的适用的基因编辑工具过程中发挥了至关重要的作用,但只将功劳归于这三人,大多数的新闻报道忽视了无数其他科学家的贡献,包括George Church。


Jennifer Doudna、Emmanuelle Charpentier和张锋(Feng Zhang)被广泛誉为是CRISPR/Cas9技术的主要开发者。这些研究人员毫无疑问在将这一细菌免疫防御系统开发为一种强大的适用的基因编辑工具过程中发挥了至关重要的作用,但只将功劳归于这三人,大多数的新闻报道忽视了无数其他科学家的贡献,包括George Church,在12月的人类基因编辑峰会上阅读了一篇文章后,Church提醒The Scientist杂志应注意这一问题。

在这篇文章中,The Scientist杂志的Jef Akst突出强调了Doudna、Charpentier和张锋是CRISPR/Cas9技术开发中的重量级人物:“与会者是名副其实的基因编辑名人:加州大学伯克利分校的Jennifer Doudna,马克斯普朗克感染生物学研究所的Emmanuelle Charpentier,和麻省理工学院与哈佛大学Broad研究所的张锋——CRISPR-Cas9系统在基因编辑中实用性的三位发现者,加上数十位基因组科学领域的名人。”将CRISPR/Cas9基因编辑最大的一份功劳归于Doudna、Charpentier和张锋,Akst附和了无数有关这一技术起源故事的文章。

几天后当Church与The Scientist杂志的Bob Grant在一起聊天时说道:“我不想去抱怨。我只是做了一点技术性修正。”但Church认为他和其他的许多科学家也对开发CRISPR-Cas9在基因编辑中的实用性做出了贡献。

如果你读过关于CRISPR的文章,你或许会熟悉下列这些:在一篇2012年的Science论文中,Doudna、Charpentier和同事们发布了首个研究报告,他们编程CRISPR/Cas9系统精确切割了裸质粒和双链DNA。在2013年二月的一期Science杂志上,张锋和同事们在体外将这一精确切割方法应用于小鼠和人类细胞。

然而,每当涉及到深入细致的科学调查时通常就会是这样,故事并没有那么的简单。尽管没有像上述研究那么频繁地被提及,Church研究小组也在张锋发布成果的同一期Science杂志上了发表了一项相似的研究——利用CRISPR/Cas9来编辑人类干细胞中的一些基因。

Church强调,Doudna和Charpentier是将被细菌利用来对抗入侵病毒的一种自然免疫防御——CRISPR/Cas9从生物奇事提升至一种潜在的革命性基因编辑工具的重量级人物。Church说:“他们无疑是研究这一特殊酶系统的先驱。”但Church认为他们的特殊贡献并没有构成这一技术开发的完整故事。“Doudna提出了灵感:CRISPR将会成为一种可编程的切割装置。但让它通过同源重组来完成精确编辑,是另一件完全不一样的事。”

CRISPR/Cas系统是细菌利用来对抗入侵病毒的一种自然存在的天然免疫。在数十年里一小群研究人员帮助描述、分离和研究CRISPR,它才被设想成一种基因编辑工具。

1987年,日本大阪大学的Yoshizumi Ishino和同事们发布了大肠杆菌DNA中一个特殊的短重复序列iap。8年后,西班牙阿利坎特大学的Francisco Mojica与同事们描述了一个CRISPR位点的特征;这些研究人员随后意识到,他们和其他人认为的无关重复序列实际上分享了一些共同的特征。

Mojica和同事Ruud Jansen在90年代末和2000年代初在彼此的通信中提出了这一术语CRISPR (for clustered regularly-interspaced short palindromic repeats),Jansen在2002年第一次将这一术语用于出版物中。

随后出现了一系列关于原核生物免疫模块的研究,工业科学家如来自奶制品制造商Danisco 的Philippe Horvath和Rodolphe Barrangou与学术研究人员一起——其中包括洛克菲勒大学的Luciano Marraffini、荷兰瓦格宁根大学的John Van der Oost、加拿大拉瓦尔大学的Sylvain Moineau、立陶宛维尔纽斯大学的Virginijus Siksnys,和以色列海法大学的Eugene Koonin——更深入探究了CRISPR在自然界中的作用机制。早期的CRISPR研究工作是“整个科学界的努力,”Church说。

张锋对此表示赞同。“这本身就是一个不同寻常的科学故事,因为对CRISPR生物学的基础研究奠定了全面的、坚实的基础,基因组编辑工作才有可能实现。许多研究人员为发现和认识CRISPR做出了贡献。没有认识到这些个体和他们研究团队做出的重要贡献,现在谈论CRISPR成为基因组编辑工具的开发史都是不完整的。”

现在这一技术正在被广泛应用,它的起源故事被过度简化为两篇发表的论文和一些获奖组织。Church说:“这是一个冗长的故事,就像是一首赞美诗。”

Church认为在所有应得到认可为开发CRISPR做出了重要贡献的研究人员中,他在名单的顶部。Church说:“毫无疑问,至少有两个研究小组(Doudna与Charpentier的)参与了实现CRISPR切割的相关工作。随后两个小组(张锋和我的)让它通过同源重组在人类中起作用。因此,你可以说二对二。但将其简化为三人,就像有意识地漏掉了一个。”

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Credit for CRISPR: A Conversation withGeorge Church


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