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传说中能终结人类疾病的CRISPR技术,终于有了振奋人心的直接证据
来源:基因谷   发布者:ailsa   日期:2017-11-30   今日/总浏览:2/2713

传说中能终结人类疾病的CRISPR技术,终于有了振奋人心的直接证据

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今年6月,数十名科学家齐聚蒙大拿州Big Sky,探讨CRISPR研究的最新进展。他们有很多话可聊,因为CRISPR(剪切和插入基因的工具)目前是生物学领域最热门的话题,号称能够“改变世界”、“治愈人类疾病”。

在Big Sky的第二天,日本研究人员濡木修(Osamu Nureki)走上台,播放了一小段视频。

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我坐在前排,听见我身后的所有人都倒吸了一口气,”山姆·斯腾伯格(Sam Sternberg)说。斯腾伯格曾效力于CRISPR先驱詹妮弗·杜德纳(Jennifer Doudna)在加州大学伯克利分校的实验室。他说,他从来没在会议中见过人们对数据有这么大的反应。

濡木修的论文发表在《自然通讯》上,震惊了满屋子人的那段视频也在Twitter上四处传播。本来还睡眼朦胧的我,在看到视频后,立刻就清醒了过来。

视频其实很模糊昏暗,但对于分子尺度的影像来说已经算是非常清晰了。你可以实时看到CRISPR把一条DNA链一分为二。考虑到科学家已经掌握的知识,视频中的内容不足为奇,但正是这一点使那段视频令人惊讶:科学家对CRISPR有着深刻的认识,但从未用自己的眼睛观察过其中的过程。

那段视频把人们心中的想象摆在了大家的眼前,如同法国天文学家推测出海王星的存在后,人们历经多年终于用望远镜第一次亲眼看到海王星一样。

CRISPR的存在毋庸置疑,而且显然是有效的。科学家已经利用这项技术做了很多事情,包括让老鼠摆脱HIV病毒,使狗变得更加强壮。但关于它如何运作的证据一直是间接的。在此之前,科学家只能用一系列复杂的变通方法,来推断此前一直无法为肉眼所见的分子的行为。

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以X射线晶体学为例。濡木修曾利用它来研究CRISPR-Cas9的结构(CRISPR是简写,Cas9是DNA剪切酶的名字)。科学家花费数月时间,对诱使Cas9长成晶体的方法加以改进。然后,他们把这些晶体放入粒子加速器,让X射线穿过晶体,产生一种普通人无法理解的图案,但专家可以通过测量,推断出Cas9的结构。最终结果就是Cas9的计算机模型,类似于一团卷曲的丝带。在DNA编辑的不同阶段重复上述过程,经过数月乃至几年后,可以得到几张计算机生成的静态快照。

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但是这段实时视频却是动态的直接证据。濡木修的团队利用了高速原子力显微技术,该技术通过不断移动的微型针来探查Cas9的形状。那根针移动得非常快,以至于产生了连贯的影像。“这样的效果很容易理解,”濡木修那篇论文的协作者倪岛栖广志(Hiroshi Nishimasu)说,“人们惊叹道‘哇!’太简单了。”

倪岛栖广志把那段视频放到Twitter上,获得了2500多个赞。反响之热烈远超他发表的其他论文,包括发表在《自然》和《细胞》等权威期刊上的论文。

他说,他们曾把视频提交给顶级期刊,但被拒绝,理由是缺乏新意。这个理由也许没错。人们觉得科学家冷静客观,只注重数据。但他们也是人,而人相信自己的眼睛。“我终于知道什么叫眼见为实,”倪岛栖广志说。

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