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Nature长文聚焦:低调的CRISPR“女神”Emmanuelle Charpentier

2016/05/05 来源:生物探索
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导读
4月27日,Natue杂志发表了题为“The quiet revolutionary: How the co-discovery of CRISPR explosively changed Emmanuelle Charpentier’s life”的长文,详细介绍了这位微生物学家如何因基因编辑方面的工作成为科学界关注的焦点。


图片来源:podcastscience

如今在CRISPR领域,张锋、Jennifer Doudna两位科学家的名字想必大家都不会陌生;不管是因为学术领域的突出成就、商业上的你追我赶,还是专利方面的针锋相对,他们都已成为这一领域的焦点人物。

相比而言,另一位CRISPR先驱者、一直在各大奖项中与Jennifer Doudna“绑”在一起Emmanuelle Charpentier相对要“低调”一些。4月20日,Nature杂志在线发表了Charpentier的最新成果,文章证明了Cpf1酶在定向基因编辑中能执行RNA加工和DNA切割两个活动,这可能打开了对特定序列基因组编辑和沉默的新方向。

事实上,除了学术成就外,这位“低调的女神”在CRISPR商业化竞争中也走在前列。Emmanuelle Charpentier在2014年与人联合创办了CRISPR Therapeutics,A轮融资2500万美元;去年4月,又获得了新基和GSK领投的6400万美元风险投资。

CRISPR Therapeutics还分别在去年10月和12月分别与福泰制药(Vertex)、拜耳达成了合作关系。具体来说,Vertex宣布与CRISPR Therapeutics合作开发基于CRISPR-Cas9技术、主要针对囊肿性肺纤维化和镰刀型贫血症的药物。据称,Vertex将支付CRISPR Therapeutics 1.05亿美元,如果所有项目都上市,最终支付金额将达26亿美元。

拜耳与CRISPR Therapeutics宣布成立一家专注于开发和商业化血液疾病、失明和先天性心脏病新疗法的合资企业。这项交易将为CRISPR Therapeutics带来至少3.35亿美元的收益。据悉,合资公司总部设在伦敦,在剑桥开展业务。


图片来源:aufeminin

4月27日,Natue发表了题为“The quiet revolutionary: How the co-discovery of CRISPR explosively changed Emmanuelle Charpentier’s life”的长文,详细介绍了这位微生物学家如何因基因编辑方面的工作成为科学界关注的焦点。以下摘编了部分内容:

48岁的Emmanuelle Charpentier在过去20年的学术生涯里经历了5个国家的9个不同机构。这种流动的生活方式似乎并没有影响到这位微生物学家,她一直致力于研究细菌控制自身基因组的系统。如今,她已成为基因编辑技术CRISPR–Cas9的关键发明者之一。

Charpentier生长在巴黎附近的一个小镇,她从一开始就清楚自己想要的生活:为促进医学发展做些事情。她本科就读于Pierre and Marie Curie University,并在附近的巴斯德研究所读了PhD,研究项目与分析在基因组和细胞间移动的细菌DNA片段有关。之后,由于她有了想要领导巴斯德中一个实验室的抱负,她觉得这需要一段在国外读博士后的经历来获得更多的专业知识。最终,她选择跟随纽约洛克菲勒大学的微生物学家Elaine Tuomanen,致力于病原体肺炎链球菌的研究。后来,Tuomanen将她的实验室搬到了美国田纳西州的孟菲斯市,但Charpentier却想留在纽约。就这样,她来到了纽约大学医学院皮肤细胞生物学家Pamela Cowin的实验室。

经过了这一系列的博士后生涯,Charpentier知道下一步是需要完全独立,于是她回到了欧洲,选择了维也纳。她于2002年到了维也纳大学,运营一个依靠短期资助的、摇摇欲坠的小实验室长达7年。她说:“虽然如此,我依然想要理解细菌中每条生物化学途径是如何监管的。”正是在维也纳,Charpentier第一次有了CRISPR相关的想法。

在21世纪初期,只有少数的微生物学家关注到了细菌中用于防御病毒攻击的CRISPR系统。不同的CRISPR系统有不同的组织攻击的方法,但当时已知的所有这些系统都涉及一个称作CRISPR RNA的分子。Charpentier对鉴定链球菌基因组中产生调节性RNAs的位点特别感兴趣,因此她与Max Planck研究所的分子微生物学家Jörg Vogel建立了合作。Jörg Vogel开发了大规模定位基因组中RNAs的方法,并在2008年获得了该细菌产生的所有小RNAs的序列。

研究人员最先注意到的是一种非常丰富的新型小RNA,被他们称作trans-activating CRISPR RNA(tracrRNA)。依据它的序列和在基因组中的位置,科学家们发现,tracrRNA极有可能与先前为描述过的CRISPR系统有关。随后,Charpentier和她的同事开始了探索这一系统的一系列试验,最终鉴定出这一系统只有三个组件:tracrRNA、CRISPR RNA 和Cas9 蛋白。Charpentier说,该系统如此简单,她意识到这可能会成为一种强大的基因工程工具。但是究竟这一CRISPR系统是如何工作的呢?

Charpentier猜测两个RNAs可能会相互作用以指导Cas9与病毒DNA序列互作。Charpentier回忆道,当时很难说服任何一个年轻的学生跟随她的直觉,从事验证这两种RNAs是否会互作的关键试验,最终维也纳大学的一名硕士(Elitza Deltcheva)自愿加入到这项工作中。此时,已经到了2009年6月,Charpentier又有了新的决定。她在瑞典北部新建的Umeå Centre for Microbial Research找到了职位。她说:“我必须找到更多的保障和支持。”2009年夏天,Deltcheva打电话告诉Charpentier,她的猜想被证实了。

2010年10月,Charpentier在荷兰举办的一个CRISPR会议上首次发布了这一研究成果。这是在她提交发表的几周后,文章最终于2011年3月30日在线发表在《自然》杂志上;也是在这一年,她在美国微生物学会会议上遇见了加州大学伯克利分校的结构生物学家“Jennifer Doudna”。此后,双方开始合作,很快有了第二个关键的发现,即证明了Cas9是如何“剪切”DNA的;相关结果于2012年8月发表在《科学》杂志上。如今这一技术已经进入了世界各地的实验室。

在这期间,Charpentier做了两个决定。第一个决定与她最初的雄心壮气有关,即做一些事情来推动医学的发展。她与Rodger Novak、Shaun Foy共同创立了CRISPR Therapeutics。第二个决定是完全奉献她的时间给基因调控方面的基础研究。为了实现这一点,她需要一个永久职位以及更多的体制上的支持。2013年,她来到德国,“变身”为汉诺威医学院的教授以及亥姆霍兹感染研究中心部门主任,在这里她终于拥有了自己的技术人员,建立了一个拥有16名博士和博士后的实验室。仅仅两年后,Charpentier得到了Max Planck研究所的青睐,现在她拥有充足的技术和制度支持。

对于目前备受瞩目且相当复杂的CRISPR专利之争,Charpentier拒绝讨论。她指出,尽管她推动医学发展以及改善基因工程工具的目标已经实现,但是她的抱负并没有停止。

特别备注:本文主要内容编译自Nature,原标题“The quiet revolutionary: How the co-discovery of CRISPR explosively changed Emmanuelle Charpentier’s life

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