欲戴王冠,必承其重:追寻CRISPR奥秘的女科学家

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2015年6月1日 来源:生物通

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  现年51岁的加州大学伯克利分校生物化学家Jennifer A. Doudna的科研道路看上去好像并不坎坷:在加州的波莫纳学院(Pomona College)学习生物化学……

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  生物通报道:“欲戴王冠,必承其重”,不仅是2013年韩国偶像剧《继承者们》的另一译名,也是成功路上必定的经历,王冠的重量是任何成功人士所必须接受的压力。

现年51岁的加州大学伯克利分校生物化学家Jennifer A. Doudna的科研道路看上去好像并不坎坷:在加州的波莫纳学院(Pomona College)学习生物化学;跟随诺贝尔生理学或医学奖获得者Jack Szostak从事RNA研究;在科罗拉多州从事博士后研究,获得了X射线衍射确定RNA三维原子结构的成功;2012年她与其他同事合作发文介绍了一种称为CRISPR/Cas9的基因组编辑技术,时至今日这种技术已经风靡全球。

然而科研上的成功带给她的不仅是科学荣誉与丰厚奖金——去年她与另外一位学者获得了生命科学突破奖这一生物界的豪奖,也让她背负上了更多的责任和义务。

一方面Doudna带领自己的研究组不断在CRISPR/Cas9技术研究道路上前进,她表示“我真的希望看到这项技术用于帮助人类。”希望未来这种技术可以为治疗甚至是治愈疾病带来新的、巨大的可能性。

另一方面,这种技术由于存在会被用于改变人类胚胎、精子或卵子中基因的可能,这样这些基因改变可以被遗传给一代又一代人,Doudna希望伦理底线不要遭到破坏,“我们不能影响进化,”她说。

今年三月,Doudna与其他几位科学家在Science杂志上发文,强烈反对利用CRISPR基因组编辑技术对人类生殖细胞进行修饰。他们还提议举行一次国际会议,讨论使用这一快速发展技术的社会、法律和伦理问题。

他们指出开始讨论将是明智的,这将联合科学界、相关行业、医疗中心、监管机构和公众,以便探索这一技术的合理应用。CRISPR/Cas9基因组编辑技术的简单高效突然让精确的人类生殖细胞编辑成为可能。他们也提议采用标准化的基准测试来确定脱靶效应的频率和严重程度,并开展适当的风险评估。作者还呼吁全球各方代表,包括遗传学、法律和生物伦理学的专家、政府机构、私人团体以及公众,来讨论基因组改造的问题并制定政策。Science:知名科学家呼吁谨慎使用CRISPR技术

此外,在CRISPR专利方面,Doudna也承受了不少压力,Doudna希望能争取控制这项基因编辑技术的知识产权,但这项技术相关的第一批专利并没有授予她,而是授予麻省理工学院Broad研究所的科学家张锋。

加州大学表示他们提出专利申请的时间比张锋早几个月。加州大学还向美国专利局表示,Doudna2012年的这篇论文一经发表,在细胞中如何使用它就变得显而易见,张锋的实验记录材料并不能证明他在Doudna发表论文之前就能编辑基因组。

目前两位科学家凭借已有的专利以及申请中的专利分别成立了自己的公司。Doudna与其他人共同创立Caribou Biosciences公司来继续Crispr-Cas9技术的研究,最近则成立了另一家公司Intellia Therapeutics,专注于疾病治疗。

张锋与切奇教授联合创立了Editas Medicine公司,Doudna也参与了公司的创建,但是之后她退出了。在德国亥姆霍兹感染研究中心(Helmholtz Center for Infection Research)工作的卡彭蒂耶博士帮助创建了Crispr Therapeutics公司。尽管她和Doudna仍是朋友,但是她们两人不再合作研究。

未完待续……

原文摘选:

Structures of the CRISPR-Cmr complex reveal mode of RNA target positioning

Adaptive immunity in bacteria involves RNA-guided surveillance complexes that use CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)–associated (Cas) proteins together with CRISPR RNAs (crRNAs) to target invasive nucleic acids for degradation. Whereas type I and type II CRISPR-Cas surveillance complexes target double-stranded DNA, type III complexes target single-stranded RNA. Near-atomic resolution cryo–electron microscopy reconstructions of native type III Cmr (CRISPR RAMP module) complexes in the absence and presence of target RNA reveal a helical protein arrangement that positions the crRNA for substrate binding. Thumblike β hairpins intercalate between segments of duplexed crRNA:target RNA to facilitate cleavage of the target at 6-nucleotide intervals. The Cmr complex is architecturally similar to the type I CRISPR-Cascade complex, suggesting divergent evolution of these immune systems from a common ancestor.

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