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第四届中国药物基因组学学术大会暨_首届中国个体化用药—精准医学科学产业联盟大会

他是张锋关键Science论文的共同作者,最新CRISPR成果再登Nature!

2017/04/03 来源:生物探索
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导读
最早提出CRISPR专利申请的科学家Luciano A. Marraffini日前在Nature杂志发表了最新的研究成果,回答了一个存在已久的问题,即CRISPR究竟是如何工作的。这位“低调”的大神是张锋2013年发表的、证明CRISPR可用于编辑人类细胞基因组的关键Science论文的共同作者。
3月29日,“魔剪”CRISPR再次登上Nature杂志。来自洛克菲勒大学的3位科学家发表了一篇题为“CRISPR–Cas systems exploit viral DNA injection to establish and maintain adaptive immunity”的论文。这一研究成果回答了一个存在已久的问题,即CRISPR究竟是如何工作的。

当病毒想要感染微生物时,它们会刺穿细胞的“防护墙”,插入自己的遗传密码。该研究揭示了微生物是如何利用CRISPR快速抵御这种即将到来的“威胁”。

先前,科学家们已经知道了一些基础机理:当细菌的细胞被病毒DNA入侵后,它的CRISPR系统会捕获并“记录”病毒DNA的片段。如果相同的病毒再次出现,系统将会快速识别出来。


Luciano A. Marraffini

该研究的通讯作者Luciano A. Marraffini说:“我们知道CRISPR是通过捕获病毒DNA片段发挥作用已有约十年的时间,但是在感染期间,这一关键的步骤究竟是何时发生的一直是个未解之谜。”

这一研究证实,CRISPR在病毒将自身基因组注射到细胞中一开始时就已“采取了行动”。

实验如何进行的?

为了查明这一具体时间点,研究小组设计了一个实验,能够在不同的时间点停止病毒的生命周期。随后,研究人员开始观察CRISPR系统是在何时以及如何捕获病毒间隔序列的。

研究小组选择了3个不同的时间点停止病毒感染。然而,不管他们在何时停止,CRISPR都会继续捕获病毒的间隔序列。这表明,这种“捕捉”在感染一开始就发生了。很显然,这个时机非常重要。通过从病毒进入细胞的第一部分获取间隔序列,CRISPR能够确保在病毒再次来袭时立即攻击它们。


Rapid response: Viruses (blue) attack a bacterial cell (yellow) by injecting their genome. A new study shows how the bacterial immune system quickly targets the invading DNA. Credit: Lee D. Simon/SCIENCE PHOTO LIBRARY

值得一提的是,当研究人员对CRISPR系统进行改造,使其“识别”病毒基因组末端(也就是注入细菌中的最后一部分)序列时,病毒还能够努力增殖。该研究的第一作者Joshua W. Modell说:“这一结果证明,CRISPR非常聪明。它利用了病毒感染周期的细微差别,尽可能早地阻止了感染。”

张锋关键Science论文的共同作者

2013年,张锋领导的研究小组在Science杂志发表一篇关于CRISPR技术的关键论文(题目:Multiplex Genome Engineering Using CRISPR/Cas Systems),首次证实了这一“魔剪”能够编辑人类细胞的基因组。而这项最新研究的通讯作者Luciano A. Marraffini是这篇关键论文的共同作者。

小编从洛克菲勒大学官网了解到,Marraffini博士最近几年在Nature、Cell等杂志上发表了多篇CRISPR研究成果,部分见下图:


最近,因为张锋与Jennifer Doudna之间的专利之争,也有报道指出,最早申请CRISPR专利的正是Marraffini博士。不过,他当时是将CRISPR系统描述为一个干扰基因表达的工具,而非基因编辑。遗憾的是,这项专利申请最终没能通过。

参考资料:

For microbes fighting viruses, a fast response means a better defense

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