2015诺贝尔奖预测之二：CRISPR可能上榜吗？

　　

生物通报道：今年的诺贝尔奖紧锣密鼓地进入了最后阶段，就等着拉开帷幕了，各大媒体，研究机构也纷纷推出了自己的预测名单，其中不乏今年红得发紫的技术：CRISPR的身影，那么CRISPR真的能上榜吗？

首先按照诺贝尔奖评选方法惯例，一般来说获奖成果需要经过多年的效验验证，但也有人用事实反驳了这一观点——RNA干扰技术（RNAi）就是在其被出版公布后未到十年的时间里获奖的，还有细胞重编程技术（iPS）也在短短的几年时间内获得了诺贝尔奖评审委员会的青睐。

CRISPR的前世今生

其实说起来早在CRISPR作为基因编辑工具横空出世的数亿年前，细菌和古细菌就利用CRISPR系统非常精确的对几乎每个基因组中的任意序列进行精确修改了。

而且这种技术也起源自实际应用，而不是基础研究——十年前，奶酪和酸奶制造商们其实就已经通过 CRISPR 生产能够更好抵御外来噬菌体的发酵材料。

然而故事在本世纪初出现了转机：Philippe Horvath和Rodolphe Barrangou等人完成了嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）的测序，并首次引入了CRISPR的概念。

最初他们并不知晓CRISPR序列的作用，但是当研究人员完成了不同菌株的测序后，他们发现了 CRISPR 可能与噬菌体感染，以及随后的免疫防御有关。

在几年后，这一研究团队得出结论， CRISPR 序列确实能给予细菌噬菌体抗性，这篇文章发表在Science杂志上，研究人员指出细菌能从威胁它们的病毒上借遗传序列并将其结合到自己的基因组中，从而试图躲避病毒未来的进攻。这种独特的防御系统就包含了CRISPR重复遗传序列。

CRISPR的基础研究与实际应用

就在几年前，如果分子生物学想要改变目标生物体的基因组，那还是一件十分困难的事，需要花费数周的时间进行多个实验尝试。然而今天，科学家们能快速的沉默或者编辑一个基因，因为他们有了这种称为成簇规律间隔的短回文重复DNA碱基序列的CRISPR新技术。

这段话能简单的概括CRISPR出世的意义。最初Jennifer Doudna在试管中进行实验，发现了这个东西可以用于切断DNA，此后另外两个实验室证明了CRISPR/Cas9 能编辑培养小鼠与人体细胞的基因组。由此 CRISPR系统开始了其在生命科学界的席卷。

时至今日，CRISPR/Cas9已经发展为生物学研究的有力工具，例如可以使用具有长千上万个引导RNA（可靶定人类基因组中所有编码基因）的CRISPR/cas9系统，可让研究人员在基因组规模上进行功能获得或功能缺失突变筛选；通过快速扫描基因组中所有的基因，找到来自各种各样试验的新候选基因（从癌症耐药性到神经退行性疾病）等等。

一些公司也已经开始利用CRISPR/Cas9 修复疾病基因，因为这种工具比其它基因疗法更精确，比如今年7月，麻省理工学院的研究人员利用CRISPR/Cas9 系统，对受到感染的哺乳动物肝细胞进行基因组编辑，从中删除了乙肝病毒(HBV)DNA。（利用CRISPR/Cas9来攻克乙肝）

去年，麻省理工学院生物工程学家Daniel Anderson和他的同事在小鼠身上还利用CRISPR修正了一个同人类代谢性疾病相关的突变tyrosinaemia。这是首次利用CRISPR在成年动物体内修正致病突变，并且是将该项技术用于人类基因疗法的一个重大进步。

农业领域也从CRISPR/Cas9技术获益，一些科学家认为CRISPR/Cas9 也许能以一种不激起公众反对的方式，培育转基因作物。国内也出现了相关的成果：安徽省农科院的研究人员描述了CRISPR/Cas9介导的、四个不同水稻基因的基因组编辑（安徽农科院用CRISPR编辑水稻基因）。还有令人费解的杜邦公司的第一个CRISPR商业应用：制作披萨芝士。

备受争议的CRISPR

一种新技术的诞生当然会引发多方争议，网红效应嘛，今年4月，来自中山大学的研究人员在《Protein & Cell》期刊上发表了一篇轰动国内外科学界的研究论文，在论文中，他们尝试采用了CRISPR-Cas9基因编辑技术去改变异常人类胚胎中的基因。

这篇论文一经发布便引发了全球一些科学家们的激烈争论，之后美国国家科学院(NAS)和国家医学院(NAM)宣布，将推出重大的举措为人类基因组编辑制定指导准则。

尽管研究人员和伦理学家对于是否应该继续这样的研究意见不一，但大多数人都赞同在将改造胚胎植入到人体之前，应该进一步地讨论它的伦理和法律后果。

此外，涉及CRISPR的一些技术也受到了关注和争议，今年7月，几位著名的CRISPR技术研究人员发表了题为“Safeguarding gene drive experiments in the laboratory”的评述文章，探讨了以CRISPR为基础的基因驱动技术系统（gene drive systems，生物通译），指出在实验室中进行此种另类的转基因技术的时候，需要慎之又慎。 （CRISPR技术牛人Science热议基因驱动技术）

谁将会是哪个人？

如果真是CRISPR，那么谁来戴这顶桂冠呢？是最开始的发现者，还是后来的技术拓广者？

这个问题是历来诺贝尔奖评审的一个焦点问题，去年的庄小威不就引发了不少争论么，那么这个殊荣能落在华裔学者张锋的肩上，还是被称为CRISPR女神的Jennifer Doudna，以及同获Breakthrough Prize的Emmanuelle Charpentier的头上呢？

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（生物通：张迪）

 

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