MIT：CRISPR技術(shù)再升級，走入精準控制時代(度十大科技熱詞 霧霾首度入選)

MIT：CRISPR技術(shù)再升級，走入精準控制時代

2016年09月14日訊 如果說到近幾年來生物學領(lǐng)域取得的重大突破，或許很多人都會提到CRISPR。作為一項極具潛力的基因編輯技術(shù)，CRISPR不但在新藥研發(fā)的高通量篩選過程中扮演了越來越重要的角色，更有直接應用于臨床的能力--今年6月，美國NIH下屬的重組DNA咨詢委員會投票一致通過CRISPR可用于人體基因編輯。而在7月，四川大學華西醫(yī)院的科學家也宣布將把CRISPR技術(shù)應用于人體，以期治療非小細胞肺癌。不難想象，未來我們將看到更多CRISPR的應用誕生。

作為一款基因編輯工具，在臨床應用時，科學家們往往希望CRISPR能夠在他們想要的時候，精準地作用于他們感興趣的細胞，而不希望簡單粗放地對所有細胞“一刀切”。這也是目前諸多研究人員努力的方向。而最近MIT的科學家們開發(fā)的創(chuàng)新技術(shù)，則讓CRISPR有望走入精準時代。

這項技術(shù)的主要研究者Piyush Jain博士是一名操縱RNA的高手。他在加入MIT前，曾有效地利用紫外光，控制了RNA干擾的進程。與RNA干擾類似，CRISPR的基因編輯機理中也離不開RNA分子，這就讓Jain博士誕生了用紫外光控制CRISPR的想法。

“當他加入MIT的時候，CRISPR正進入爆發(fā)期。他對用光來啟動CRISPR技術(shù)的想法感到非常振奮?！盝ain博士的導師，MIT的Sangeeta Bhatia教授說道。

Jain博士并非首個冒出這樣想法的人。先前，許多研究人員計劃改造Cas9蛋白，讓它在一定的波長下才有剪切的效應。這樣改造蛋白質(zhì)的設計無疑工程量巨大。而Jain博士則選擇了一條截然不同的道路--在他的設計中，只有在特定的波長下，引導Cas9蛋白的RNA才會與它結(jié)合。

具體來說，Jain博士設計了一類全新的DNA分子，它有兩個特性：第一，它能夠與向?qū)NA的序列完美結(jié)合，讓向?qū)NA失去了吸引Cas9蛋白的能力；第二，它的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。在波長為365納米的紫外光下，這類DNA會發(fā)生斷裂，“解放”向?qū)NA。這些RNA也就能順利地與基因組上的特異部位結(jié)合，引來Cas9蛋白進行剪切。

這項技術(shù)的最大意義，在于能夠在人為選定的時間，對選定的細胞基因組進行編輯。因此，它也有極為廣泛的應用前景。舉例來說，有些基因只在癌癥發(fā)生的某個特定階段才起作用，而精準的剪切能幫助研究人員更好地了解這些基因在癌癥發(fā)生過程中的作用，從而提供潛在的新靶點。其次，它也能用更精確的方法關(guān)閉腫瘤細胞中的基因，而不影響到周圍的正常細胞。

“CRISPR-Cas9系統(tǒng)是一個非常有效的技術(shù)，能讓科學家研究基因如何影響細胞的行為，”佐治亞理工生物醫(yī)學工程系的James Dahlman教授評論道：“這一重要的進展能讓我們精準地控制基因的變化。整個科學界將因此有一個全新的工具來推進基因編輯的研究?！?/p>

目前，Jain博士的團隊正在嘗試用這項CRISPR技術(shù)來“關(guān)閉”皮膚癌細胞中的致癌基因。這一便于接觸光線的組織，或許將帶來CRISPR治療癌癥的一大突破。

度十大科技熱詞 霧霾首度入選

在的中國，科技的熱度在持續(xù)上升。屠呦呦為中國科學實現(xiàn)了零的突破，互聯(lián)網(wǎng)+、 工業(yè)4.0、精準醫(yī)療正在塑造中國的未來??《科學美國人》中文版《環(huán)球科學》遴選出了度十大科技熱詞。它們是的科技烙印，也是科技史上的十大坐標。

1、霧霾

霧霾再度入選，是我們在這份榜單里最不想見到又必須面對的熱詞。

12月1日，北京的霧霾嚴重程度達到當年峰值。全市35個監(jiān)測站點中，除去兩個沒有顯示外，其余33個全部達到重度污染級別，空氣中細小顆粒物的總重量超過5 000頭成年大象的體重。7日18時，北京市空氣重污染應急指揮部發(fā)布公告，空氣重污染預警等級由橙色提升為紅色，這是北京 首次啟動紅色預警。在一些業(yè)內(nèi)人士看來，是足以寫進中國歷史的重要事件，標志著中國在環(huán)境問題上已經(jīng)走到了一個新的節(jié)點?，F(xiàn)在的北京，讓人想起了上世紀50年代的霧都倫敦。

如何解決這樣的環(huán)境難題？公眾的警醒、政府的堅決、科技的手段、生活的變革、經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型，還有長期的堅持，才是最終戰(zhàn)勝霧霾的可靠保證。

2、屠呦呦

10月5日之前，對于大多數(shù)中國人來說，屠呦呦是一個陌生的名字，盡管她和同事們的發(fā)現(xiàn)，挽救了數(shù)百萬人的生命。10月5日之后，這位耄耋老人的研究經(jīng)歷、獲獎感言、參加座談都成為了海內(nèi)外媒體關(guān)注的焦點。不論是對于屠呦呦還是對于中國，10月5日都是有著歷史意義的一天??中國本土科學家第一次獲得自然科學類諾貝爾獎。這是對中國科學百年努力的褒獎，更是一個無比重大的開端：在世界科學的 最高 殿堂，中國人來了，今后還會常來。

3、三體

8月23日，科幻小說《三體》和它的作者劉慈欣都迎來了自己的巔峰時刻：在第73屆世界科幻大會上，《三體》榮獲雨果獎最佳長篇小說獎。

這不僅是中國，也是亞洲首次獲得這項最有聲譽的科幻獎，標志著世界科幻界對中國作家和作品的認可?！度w》這部講述人類與外星文明接觸的故事成了劉慈欣創(chuàng)作的高峰，拉升了中國科幻文學的水平。和屠呦呦有一點可以類比，劉慈欣在另一領(lǐng)域，為中國實現(xiàn)了零的突破。

實際上，在此次之前的10年里，?三體?一直是一個頻繁出現(xiàn)的詞匯。通過這部小說，無數(shù)讀者了解到謎一般的天體物理學，對量子、時間、空間等原本艱深的科學問題產(chǎn)生了濃厚興趣。優(yōu)秀的科幻小說、科幻電影是科學傳播的優(yōu)良載體，中國需要更多的《三體》和劉慈欣。

4、互聯(lián)網(wǎng)+

，?互聯(lián)網(wǎng)+?上升為國家戰(zhàn)略。在3月召開的十二屆全國人大三次會議上，總理在政府工作報告中首次提出?互聯(lián)網(wǎng)+?行動計劃，?推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合，促進電子商務、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)金融健康發(fā)展，引導互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)拓展國際市場?。

從3月到12月，僅與互聯(lián)網(wǎng)+有關(guān)的專著就出版了超過100本，網(wǎng)絡鏈接則超過了1 500萬個。更重要的是，這個詞匯寄托了中國人對于未來的夢想。中國的社會、經(jīng)濟和文化都將迎來前所未有的重塑。

5、精準醫(yī)療

1月，美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文中宣布，要開展一項名為?精準醫(yī)學?的計劃，希望通過分析100多萬名志愿者的基因信息，更好地了解疾病機理，為開發(fā)相應藥物、實現(xiàn)?精準施藥?鋪平道路。3月，中國科技部舉辦首屆?國家精準醫(yī)療戰(zhàn)略專家會議?，提出了中國的精準醫(yī)療計劃，這一計劃很可能納入?十三五?重大科技專項，上升為國家戰(zhàn)略。

世界兩個主要國家對精準醫(yī)學的高度重視，直接點明了未來醫(yī)學的發(fā)展方向。從經(jīng)驗醫(yī)學到循證醫(yī)學，再到精準醫(yī)學，我們也許即將迎來一個全新的醫(yī)學時代。在這個時代，每個人都有機會獲得最好的醫(yī)療。

6、MERS

不論人類的準備多么充分，公共衛(wèi)生體系總是不能完全防御高度復雜的病原體入侵，中東呼吸綜合癥（MERS）的爆發(fā)再次印證了這一點。這種在就被發(fā)現(xiàn)的第六種人類冠狀病毒，在的5月和6月肆虐中東和韓國。在韓國，超過1 000人被隔離，死亡率超過了20%；近600所幼兒園和學校停課，177所學校因為未完成教學計劃而縮短了假期。由于不堅決的防治措施，韓國的公共衛(wèi)生體系在這次危機中備受質(zhì)疑。作為鄰國，中國在MERS疫情期間高度戒備。

幸運的是，人類理解這類疾病的能力正在增強：6月底，中國科學家就發(fā)現(xiàn)了MERS病毒抗體；仍然不幸的是，人類預防這種疾病的能力并未增強：因為缺乏商業(yè)前景，現(xiàn)有的醫(yī)藥體系依然缺乏資源投入來進行疫苗等相關(guān)藥物的研發(fā)。

7、工業(yè)4.0

德國的經(jīng)濟思想在遙遠的中國獲得共鳴。的漢諾威工業(yè)展上，德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術(shù)部提出了一個著名概念???工業(yè)4.0?。因為契合了中國對強大制造業(yè)的期許，這個概念在中國掀起的漣漪甚至遠超德國。

4.0時代的工業(yè)將充分順應工業(yè)界出現(xiàn)的新趨勢??互聯(lián)、數(shù)據(jù)化、集成、創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型，大量代表自動化和智能化的新技術(shù)將被整合到傳統(tǒng)制造業(yè)中。，這個概念的重要性至少在兩個渠道獲得了放大：中德國家元首就工業(yè)4.0達成的合作開始落實，《中國制造2025規(guī)劃》開始實施。為了更深刻地理解這個詞匯，中國在組織了上萬場研討會以探究其內(nèi)涵和路徑，工業(yè)4.0引起廣泛關(guān)注。

大國重器，夢之所向。十年之后，也許我們將看到一個完全不同的中國制造業(yè)。

8、火星

在人類歷史上，沒有任何一年可以像那樣，讓我們?nèi)绱私咏@顆神秘的星球。4月，?好奇?號發(fā)現(xiàn)了火星表面以下存在液態(tài)水的跡象。7月，NASA在4處沿火星坡地延展的暗色條紋中發(fā)現(xiàn)了水合鹽類從而證明了液態(tài)水的存在。由此，人類移民火星開始從純粹的想象變成了一種可能。當然，為這一年的神奇之旅畫上分外絢爛驚嘆號的還是《火星救援》，這部科幻影片為中國大陸電影票房作出不小貢獻。今年的火星實在太火了。

9、基因編輯

基因編輯，這場刮起于兩年前的生物技術(shù)風暴，在席卷了全世界，開始向世人展示它的強大威力。11月3日，由麻省理工學院的幾位科學家創(chuàng)辦的Editas 醫(yī)學公司宣布，該公司的實驗表明，CRISPR基因編輯技術(shù)可以用于治療利伯先天性黑朦?。ㄒ环N遺傳性視力衰退疾病）， Editas公司將在開展CRISPR基因編輯人體實驗。兩天后，更加激動人心的消息傳來：英國倫敦大學的科學家瓦西姆?卡錫母（Waseem Qasim）對外宣布，他們利用ZFNs基因編輯技術(shù)，成功緩解了一個女嬰的不治之癥??急性淋巴細胞性白血?。ˋLL）。這兩條引起了人們強烈關(guān)注的消息，還只是關(guān)于基因編輯技術(shù)的諸多報道的冰山一角。

科學不會跳躍式發(fā)展，但需要跳躍式想象。這項技術(shù)對人類的未來意味著什么？誰也難以預知。

10、烏鎮(zhèn)

千年古鎮(zhèn)烏鎮(zhèn)，充滿詩情畫意的江南水鄉(xiāng)，仿佛應該與文學緊緊聯(lián)系在一起。但在12月，烏鎮(zhèn)成了全球媒體的焦點，當之無愧地壓軸年度科技熱詞榜。

世界互聯(lián)網(wǎng)大會永久會址，全球政要、互聯(lián)網(wǎng)與科技領(lǐng)袖在這里匯聚，最新互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與成果在這里展示，面向今天、更面向未來的思想和意見在這里激蕩與分享。古老的水鄉(xiāng)烏鎮(zhèn)徹底數(shù)字化，脫胎換骨成為全球互聯(lián)網(wǎng)圣地、高科技的新地標。

12月16日中國國家元首在烏鎮(zhèn)的主旨講演，呼吁世界攜手，創(chuàng)建更美麗、更干凈、更安全的互聯(lián)網(wǎng)共同家園，把互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和網(wǎng)絡空間治理的思維，提升到新的高度。

中國正從互聯(lián)網(wǎng)大國邁向互聯(lián)網(wǎng)強國，烏鎮(zhèn)是這一偉大前進中的里程碑。

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