Nature公布2018十大年度人物，这些CRISPR科学家竟然是历届常客丨医麦新观察
今天是2018年12月19日
农历冬月十三
医麦客：Nature's 10
2018年12月19日/医麦客 eMedClub/--12月18日，《自然》公布了热切期待的“2018年度十大人物”（Nature’s 10）— —《自然》每年遴选出的十位对科学界产生重大影响的人士。
《自然》特写版块主编Rich Monastersky表示，“这十大人物的故事囊括了2018年度最难忘的科学事件，这些事件迫使我们思考我们究竟是谁、我们从哪里来、以及我们要去向何处的难题。”今年的入选者包括一名基因编辑妄为者、一名神童物理学家和一名帮助抓获连环杀手的DNA侦探。
前段时间闹的沸沸扬扬的首例基因编辑婴儿时间制造者贺建奎也在列，榜单上《自然》对他的描述是CRISPR妄作者（CRISPR rogue）。或许是这个事件给科学界带来太大的冲击了，不过遗憾于不是因科学突破而带来的震撼。
其实，在推动科学发展方面，CRISPR基因编辑领域先驱们已经是Nature’s 10的常客了。
2013年 张锋（Feng Zhang）
（图片来源：wbur）
37岁的张锋是一名美籍华人神经生物学家，现任麻省理工学院教授，美国国家科学院院士，Editas Medicine公司的创始人之一。2016年素有“小诺贝尔奖”之称的盖尔德纳国际奖得主。
2013年初，张锋和他的同事首先利用CRISPR系统实现真核细胞的编辑 - 从细菌细胞中取出酶和RNA，在小鼠和人类基因组的特定基因位点上进行切割，完成了精确的目标链断裂。从那时起，CRISPR已经席卷了全球数千个实验室。
目前他在世界范围内拥有多个CRISPR专利。
2015年 黄军就
（图片来源：Nature）
2015年4月，中山大学生命科学学院副教授黄军就的团队发表了全球第一篇有关利用CRISPR技术修改人类胚胎基因的报告，为治疗一种在我国南方儿童中常见的遗传病——地中海贫血症提供了可能。
该项研究使用的是医院丢弃的不能正常发育的异常胚胎，但由于这类实验涉及学术伦理，在获得关注的同时也引发争议。后来，陆续报道一些胚胎的基因编辑，也都仅限于发育时间不超过一定期限的研究（除贺以外）。或能帮助探讨一些重大疾病在基因层面的成因，并有助于研究胚胎发育过程中基因所发挥的作用。
2016年 Kevin Esvelt
（图片来源：Nature）
麻省理工学院助理教授Kevin Esvelt是基因驱动的先驱之一，同时也是研究基因驱动的道德家。
他被认为是描述CRISPR基因驱动如何用于以进化稳定的方式改变野生种群的性状的第一人。这种方式可以用来消灭蚊子传播的疾病，如疟疾或根除入侵物种。但它也可以掀起意想不到的生态链反应，或被用于制造生物武器。
但他随后意识到了这一想法的潜在危险。Esvelt想努力确保在实验前得到道德支持。他首次在2014年发出警报，呼吁公开讨论基因驱动，这都是在他已经证明CRISPR-Cas9基因驱动可以起作用之前做的准备。从那时起，他和他的同事已经展示了基因驱动如何可以更安全，以及如何逆转其影响。
目前，全球的研究者和决策者已经就该技术展开了讨论。今年7月，bioRxiv预印本服务器上刊登的一篇文章显示，这种有争议的能够改变整个物种基因组的技术已首次应用于哺乳动物小鼠。
2017年 David Liu
（图片来源：YouTube）
去年，David Liu被入选Nature’s 10榜单，并被誉为“基因矫正者”。值得一提的是，他不仅是张锋在Broad研究所的同事，也是基因编辑公司Editas Medicine的成员以及Beam Therapeutics的创始人之一。
2017年10月25日，David Liu的团队在Nature以长文形式发表了一项突破性成果，报道了一种基于CRISPR/Cas9系统的新型腺嘌呤碱基编辑器（ABE），它可以将A•T碱基对转换成G•C碱基对，加之此前报道的将G•C碱基对转换成T•A 碱基对的成果，该技术首次实现了不依赖于DNA断裂而能够将DNA单碱基进行替换的新型基因编辑技术。
除了入选Nature’s 10榜单外，CRISPR领域得到如此迅猛的发展，归功于很多科学家的早期和正在进行的努力，他们有的写下了浓墨重彩的一笔，获奖无数；有的不为人知，但却带来如今CRISPR技术中不可或缺的成果。下面来了解一下部分科学家在CRISPR历史上的重大贡献。
Yoshizumi Ishino
在E. coli基因组首次发现不寻常的重复序列（图片来源：1crispr）
早在1987年12月，日本大阪大学的Yoshizumi Ishino在研究大肠杆菌（E. coli）时，发现了DNA中一些不寻常的重复序列，他以第一作者身份在Journal of Bacteriology上发表文章，写道：“这些序列的生物学意义——未知”。
Ishino发现的这些DNA序列正是规律成簇的间隔短回文重复序列（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, CRISPR），其是现在利用CRISPR技术有效地编辑基因的基础。
Francisco Mojica
（图片来源：Spanish Culture & Science Uk）
1993年，西班牙科学家Francisco Mojica在阿里坎特大学攻读博士生时，首先在嗜盐古细菌（Haloferax mediterranei）的基因组中发现了大约30个碱基对（bp）长度的回文重复序列，这些序列由36bp的间隔序列隔开，而这与任何已知的微生物的重复序列家族都不相同。
到2000年，Mojica的研究小组发现了20种微生物的中断重复。2001年，正在寻找额外中断重复序列的Mojica和Ruud Jansen提出了首字母缩略词CRISPR（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats），以减轻用于描述科学文献中序列的众多首字母缩略词引起的混淆。
Rodolphe Barrangou、Philippe Horvath
左一：Rodolphe Barrangou、右一：Philippe Horvath（图片来源：youtube.com）
Rodolphe Barrangou和Philippe Horvath均是法国丹麦食品生产公司Danisco（现被杜邦公司收购）的职员。2007年，他们与拉瓦尔大学的Sylvain Moineau合作解决了酸奶生产中长期存在的问题。他们问道：为什么酸奶和奶酪生产所必需的细菌容易受到噬菌体攻击，怎样才能预防？
Barrangou、Horvath和Moineau惊讶地发现制作酸奶的嗜热链球菌中含有奇怪的重复DNA序列片段— —CRISPR，实际上是细菌免疫系统的一部分。这些序列保证了嗜热链球菌免受那些能够导致破坏的病毒的侵袭。（如果嗜热菌消失了，鼻细菌（nastier bacteria）会进入其中，以乳糖为食，破坏产品。）
Virginijus Siksnys
（图片来源：Science）
自2007年以来，立陶宛维尔纽斯大学的Virginijus Siksnys一直致力于新发现的细菌抗病毒系统CRISPR-Cas的机制研究，并且是最先阐明Cas9蛋白编程的DNA切割的科学家之一。据Siksnys说，他的文章没有被学术期刊的编辑委员会认为是重大的事件，也没有送交审稿人，因此失去了被认为是第一次的时间。基于Cas9的基因组编辑技术授权给杜邦公司。
John van der Oost
（图片来源：Resource WUR）
2008年8月，荷兰瓦赫宁根大学John van der Oost开始逐渐解析出CRISPR-Cas系统干扰噬菌体入侵的过程。John van der Oost及其同事发现来源于噬菌体的间隔序列能够转录生产小RNA，成为CRISPR RNAs（crRNAs），能够引导Cas蛋白靶向目标基因。他们将人工设计的CRISPR序列插入大肠杆菌，果然携带新的CRISPR序列的品系对噬菌体呈抵抗。
Jennifer Doudna、Emmanuelle Charpentier
（图片来源：GEN）
加州大学伯克利分校的Jennifer Doudna和瑞典于默奥大学的Emmanuelle Charpentier合作开发CRISPR技术，作出突出贡献并一同获得了多个奖项，包括2015年生命科学突破奖（Breakthrough Prize in Life Sciences）。2016年加拿大盖尔德纳奖。
2011年，她们对CRISPR/Cas9系统的实际工作方式感到困惑。很快，她们发现通过喂食人工RNA来“愚弄”Cas9蛋白，酶会搜索具有相同代码的任何东西，而不仅仅是病毒，并开始“砍伐”。
2012年，Nature上发表了一篇具有里程碑意义的论文中，Doudna、Charpentier和Martin Jinek表示：他们可以使用这种CRISPR/Cas9系统在任何想要的地方切割任何基因组。虽然该技术仅在试管中的分子水平上得到证实，但足以令人叹为观止。该项研究预示，CRISPR/Cas9系统像ZFN和TALEN一样，可能作为另外一种RNA指导的基因编辑方法。
George Church
（图片来源：Medium）
2013年，与张锋发表同期的Science上，哈佛大学医学院的George Church及其团队展示了如何使用CRISPR技术来编辑不同的人体细胞，包括癌细胞系293T和K562，和正常人的iPS细胞。
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参考出处：
https://www.nature.com/immersive/d41586-018-07683-5/index.html
https://zh.wikipedia.org
Nature自然科研：Nature年度十大人物，浓缩2018年最难忘的科学事件
科学网：CRISPR若问鼎诺奖，谁将是大赢家——原始文献图文详解
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