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       不管你是否相信,一項新技術確實可以改變科學家的人生:現年48歲的Emmanuelle Charpentier在其45歲之前還無法雇用自己的技術員,也沒獲得過長期資助,然而經過艱苦漫長的實驗研究,她終于在基因編輯技術上爆發了,她的故事經歷告訴了我們什么?CRISPR如何被撥開重重面紗顯露出來?



CRISPR女王:她的生命被CRISPR照亮

      現年48歲的Emmanuelle Charpentier在過去二十年學術生涯中輾轉去過了5個國家九所不同的研究院,“我總是不得不從零開始,親自構建新的實驗室,”她說。45歲之前Charpentier還無法雇用她自己的技術員,一般獲得的也都是短期資助。然而在2012年這一切開始變得不同了,一種被稱為CRISPR(規律成簇的間隔短回文重復)的基因編輯技術引發了熱潮,Charpentier也成為了這種革新整個生物醫學界技術的關鍵發明者。

      這一年,Charpentier贏得了十個著名的科學獎項,并且正式接手德國柏林馬普研究院感染生物學研究所所長一職,同時她與其他學者共同創辦的基因治療公司:CRISPR Therapeutics 也成為了世界上融資最多的臨床生物技術公司之一。去年9月,Charpentier的電話一直響個沒完,世界各地的記者都希望能聯系上她,因為不少人認為她也許能獲得當年的諾貝爾獎。

      對于Charpentier來說,學術風頭并不是她想要的,“法國哲學家Jean-Paul Sartre曾說過,‘得獎會讓你禁錮在一個小圈子里’,我希望我能保持工作的狀態,讓自己的腳踏實的踩在地上,”她說。為此Charpentier一直在努力, 4月26她的研究組還在Nature雜志上發表文章,提出了一種更簡單更有效的CRISPR系統:CRISPR-Cpf1。
 
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一位多年來埋頭于實驗室枯燥生活的微生物學家,
突然有一天由于基因編輯技術站在了聚光燈下



      人生的意愿與軌跡


      Charpentier看上去又瘦又小,一雙漆黑的眼睛讓她顯得很焦躁,她自小生活在巴黎附近的一個小鎮上,從一開始對于自己想要什么她就有了一個清晰的概念——推動醫學發展,這來自于居住在古老修道院的一位傳教士嬤嬤,“這樣你就能獨自面對自己”。

http://www.szujne.buzz/imagewatermark/UploadFile/2016042912484590.JPG      Charpentier的父母并不反對,雖然Charpentier也喜愛鋼琴和芭蕾,但她最終還是進入到生命科學研究領域,在巴黎第六大學讀完本科后,她決定就近在巴斯德研究所攻讀博士學位,這是一所在基礎研究和抗生素耐藥性研究方面具有良好聲譽的研究所。Charpentier的博士論文內容為基因組和細胞之間遷移的細菌DNA片段分析,這些片段涉及耐藥性傳遞。

      “我當時的夢想是在巴斯德研究所領導一個實驗室工作,而這需要博士后工作經歷,”因此Charpentier開始準備,她向美國多家實驗室投遞了50多份求職信,最后選擇了洛克菲勒大學Elaine Tuomanen實驗室,進行肺炎鏈球菌(Streptococcus pneumoniae)的研究,這是一種造成肺炎、腦膜炎和敗血癥主要死因的病原體,具有一種特殊的可移動遺傳元件,能在維持其病原性的前提下移動基因組。【詳細原文

      CRISPR技術:


小編清晰的記得,在2013年“兩篇Science文章開創基因組編輯新時代“這篇文章發表之后,CRISPR技術好似注入了生長素,在許多實驗室中“瘋長”了起來,各種成果不斷涌現。

Science:可編程的DNA剪刀
Science:微生物免疫系統自我/非自我識別的關鍵酶
明星技術CRISPR新手操作指南



      CRISPR與維也納


      就是在維也納,Charpentier第一次開始思考 CRISPR。在本世紀初,這還是一個冷僻研究領域,只有少數的微生物學家注意到了這種部分細菌中存在的抗病毒防御系統組成部分。細菌能拷貝一個侵入病毒的部分DNA,然后將其插入到基因組中,從而在病毒下次來犯時,認出它來,將其DNA切斷。不同的CRISPR系統在這個襲擊過程中具有不同的方式,但所有已知的系統都包含一個RNA分子,也就是CRISPR RNA。

      Charpentier希望能在S. pyogenes 基因組中找到調控RNAs的位點,為此她找到了分子微生物學家J?rg Vogel(曾研發出了一種大規模繪制基因組RNAs圖譜的方法),后者同意完成S. pyogenes繪制圖譜。

      在此基礎上,Charpentier等人首先注意到了一種超富集小分子:trans-activating CRISPR RNA (tracrRNA)。“最初,我們發現了一種新的RNA:tracrRNA,與CRISPR-Cas9系統相關,相關研究結果我們于2011年發表在Nature雜志。”

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Jennifer Doudna(左)和Emmanuelle Charpentier(右)

      兩位女科學家開始了合作,進入了CRISPR系統研發的第二個關鍵階段——Cas9如何剪切DNA,隨著其背后的秘密被解開,研究人員發現這一系統確實可以用于靶向基因組,修改序列,這一技術也開始像旋風一樣,席卷了世界各地的各大實驗室……【詳細原文



      CRISPR相關產品:


CRISPR技術已經不再局限于基礎研究,臨床和商業方面早已有多方眼光獨到的投資注入……

新工具助力CRISPR實驗中的gRNA設計
巧妙利用SNP來實現CRISPR編輯
2014創新產品:CRISPR切口酶降低脫靶效應
天生一對:CRISPR/Cas9與AAV
精確檢測CRISPR脫靶效應的新方法

      CRISPR技術權威科學家:


張鋒
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麻省理工的張鋒(Feng Zhang)博士是近兩年大熱的CRISPR/Cas9技術先驅之一。2013年,這位80后的年輕華人科學家開發出了可用來編輯DNA、敲除指定基因的CRISPR/Cas系統,自此之后一直致力于推動這一技術走向完美。
2013十大科學人物之CRISPR研究先鋒張鋒博士
Nature大型訪談:張鋒博士暢談CRISPR改造生殖細胞
2016年加拿大“小諾貝爾獎”公布 華人科學家張鋒獲獎

 

ennifer Doudna
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加州大學伯克利分校生物化學家Jennifer A. Doudna的科研道路看上去好像并不坎坷:在加州的波莫納學院(Pomona College)學習生物化學;跟隨諾貝爾生理學或醫學獎獲得者Jack Szostak從事RNA研究;在科羅拉多州從事博士后研究,獲得了X射線衍射確定RNA三維原子結構的成功;2012年她與其他同事合作發文介紹了一種稱為CRISPR/Cas9的基因組編輯技術,時至今日這種技術已經風靡全球。

欲戴王冠,必承其重:追尋CRISPR奧秘的女科學家
CRISPR發明專利究竟花落誰手?
發明者談CRISPR技術的機遇和風險





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