1篇Nature、1项医学大奖!CRISPR大神张锋又开挂了......

　　5位CRISPR科学家包揽“大奖”

　　8月15日，美国最著名的医学大奖—— Albany Medical Center Prize in Medicine and Biomedical Research 的2017年获奖名单揭晓。包括张锋、Jennifer Doudna、Emmanuelle Charpentier在内的5位科学家斩获该奖，以表彰他们在举世瞩目的基因编辑系统的发现与发展中做出的贡献。

图片来源：The Albany Medical Center Prize官网

　　该奖的官网称，基因编辑技术CRISPR-Cas9被誉为“世纪发现”，革新了生物医学研究，并为基因疾病以及其它疾病的治疗带来了新的希望。

　　除了前文提到的3位大家比较熟悉的科学家外，另外两名获奖者分别是美国洛克菲勒大学副教授Luciano Marraffini博士以及西班牙阿利坎特大学微生物学副教授Francisco J.M. Mojica博士。

　　The Albany Medical Center Prize(以下简称Albany奖)设立于2000年，截至目前共有38位科学家荣获该奖。今年是获奖人数最多的一年。据悉，Albany奖曾授予3位先前的诺贝尔奖获得者，同时，还有5名科学家在获得了Albany奖后又荣获了诺贝尔奖，包括干细胞科学家山中伸弥、发现端粒分子特性的Elizabeth Blackburn等。

图片来源：The Albany Medical Center Prize官网

　　在获得Albany奖的38位科学家名单中，笔者看到了华人学者谢晓亮的身影。他在2015年因成像和测序方面的贡献荣获该奖。此外，2010年，Broad研究所的主席兼主任Eric S. Lander也荣获了该奖。之所以提到这位基因组测序先驱，是因为8月11日，他与张锋大神以共同通讯作者的身份在Nature上发表了一项与CRISPR有关的新成果(论文题目：Genome-scale activation screen identifies a lncRNA locus regulating a gene neighbourhood)。

图片来源：Nature

　　最新Nature：利用CRISPR鉴定出关键的lncRNA

　　近几年以CRISPR-Cas9为代表的基因组编辑技术让直接在高等生物体内进行基因的功能筛选成为可能。然而，蛋白编码基因仅占3%不到的基因组，研究者发现越来越多的非编码元件在生命活动中发挥极其重要的作用，比如非编码RNA、特别是长非编码RNA(long noncoding RNAs，lncRNA)的异常与癌症等很多疾病的发生发展相关。遗憾的是，在已经注释的超过两万多lncRNA中，绝大部分长非编码RNA的功能是未知的。如何实现这类基因组元件的功能筛选已经成为当前的研究热点。

　　在这一研究中，科学家们开发了一种基因组规模的CRISPR–Cas9激活筛选(CRISPR–Cas9 activation screen)，能够靶向超过10,000 lncRNA转录起始点，以识别影响表型的非编码位点。

　　利用这种筛选方法，研究人员找到了11个lncRNA位点，通过招募激活剂(recruitment of an activator)，在人类黑色素瘤细胞中调节对BRAF抑制剂的耐药性。此外，研究发现，大多数候选位点似乎是调节附近的基因。对其中一个被称为EMICERI进行详细分析发现，它的转录激活导致了4个相邻的蛋白编码基因的剂量依赖性激活(dosage-dependent activation)，其中一个基因与耐药性表型有关。

　　总结来说，该研究提出了一个基于CRISPR的工具包。利用这一筛选工具，科学家们能够系统性的发现非编码位点的功能，并阐明它们在在基因调控和细胞功能中的多种作用。

　　看到这项研究，小编不禁想到去年10月发表在Nature Biotechnology杂志上一篇题为“Genome-scale deletion screening of human long non-coding RNAs using a paired-guide RNA CRISPR–Cas9 library”的论文。

　　在这一研究中，北京大学生命科学学院魏文胜研究组和哈佛大学公共卫生学院刘小乐研究组合作，建立了paired-guide RNA(pgRNA)文库的构建方法，通过pgRNA引入的基因组大片段删除来破坏lncRNA表达及功能，并由慢病毒介导在多个癌细胞系中实现了功能筛选，从～12,000 pgRNA的CRISPR文库中成功鉴定出正向及负向调控癌细胞增殖的lncRNA。

图片来源：网络

　　张锋大神近期连发重要成果

　　回到本文的“主角”张锋大神身上。除上述Nature外，近期张锋还参与发表了一系列关于CRISPR的重要成果。

　　Nature Communications：CRISPR-Cas9成功阻止小鼠视网膜的血管生成

　　7月24日，在线发表于Nature Communications杂志上题为“Genome editing abrogates angiogenesis in vivo”的研究中，来自哈佛医学院等机构的科学家们利用基因编辑技术CRISPR-Cas9成功阻止了小鼠视网膜的血管生成(angiogenesis)。张锋是这一研究的共同作者。

　　Nature Medicine：想用“魔剪”CRISPR治疗人类疾病，没那么简单

　　7 月31日，发表在Nature Medicine上题为“Implications of human genetic variation in CRISPR-based therapeutic genome editing”的研究中，张锋等科学家发现，我们DNA中的天然差异可能会通过阻碍Cas9酶作用于正确的基因目标，从而削弱CRISPR技术精准编辑人类基因组的能力。对这一问题严重程度的分析将对如何在临床试验中测试基因组编辑技术，以及是否这类技术能够被广泛应用产生重要的影响。

　　作者们认为，包括GUIDE-seq、CIRCLE-seq等在内的一些筛选策略能够揭示CRISPR系统中RNA导向的核酸酶的脱靶切割活性，应该被用于寻找针对特定疾病的、最好的导向RNA和内切酶组合(guide RNA–enzyme combination)。他们强调，全基因组测序将对匹配患者遗传变异和最有效导向RNA至关重要。

　　Nature：鉴定癌症免疫疗法的关键基因

　　另一项比较受关注的成果于8月7日以“Identification of essential genes for cancer immunotherapy”为题发表在Nature杂志上。该研究中，科学家们借助魔剪CRISPR鉴定出了癌症免疫疗法的关键基因。

　　利用黑色素瘤细胞系进行研究，研究人员使用了CRISPR基因编辑技术来敲除或让肿瘤细胞中的单个基因停止表达。通过敲除人类基因组中每一个已知的蛋白编码基因，然后检测修饰的黑色素瘤细胞对T细胞的反应能力，他们发现了100多个基因可能起到促进T细胞破坏肿瘤的作用。张锋是这篇论文的共同作者。

图片来源：Science

　　小结

　　革命性基因编辑技术的发展不仅让CRISPR先驱们不断斩获各类大奖，更是推动了生物医学领域多个方向的发展。近期被刷屏的“编辑人类胚胎成功实现单基因遗传病的突变基因安全修复的Nature论文”以及“突破异种移植难题的Science论文”都与这把魔剪密切相关。希望有更多的成果让人们对用魔剪治疗人类疾病的期待变为现实。