今天，你被CRISPR刷屏了吗

　　2016年07月08日讯 说到生物圈这两年最火的名词，CRISPR当仁不让。不论你爱不爱车、懂不懂车，你一定知道劳斯莱斯。不论你做不做基因组编辑、混不混生物圈，你不会没听过CRISPR。这么一串生僻的字母凭借自己的刷屏能力，硬生生扎根在我们的脑海中。

　　CRISPR到底是什么？

　　CRISPR是规律成簇的间隔短回文重复（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）的缩写。CRISPR与内切酶Cas9是一对好基友，细菌依靠它们组成的防御系统对抗外来侵略者。CRISPR-Cas9能够在引导RNA的指引下，靶标并切割入侵者的遗传物质。2012年研究者们利用这一特点，将CRISPR系统发展成了强大的基因组编辑工具。该系统使用简单而且扩展性强，很快便成为了生物学领域最耀眼的明星。

　　短短三年多时间，CRISPR-Cas9系统的应用已经延伸到了基因敲除、删除、染色体重组、RNA编辑、全基因组筛选等众多领域。这个技术如风暴一般席卷而来，为基因工程和生物医学领域带来了一场革命，现在正有数以千计的实验室在使用它。

　　CRISPR究竟有多火？

　　CRISPR现在是科研领域当之无愧的吸金王，受到盖兹、谷歌、杜邦等公司的力捧。去年八月，盖兹梅林达基金会和谷歌向CRISPR先驱张锋的Editas Medicine公司投入了1.2亿。杜邦公司则与驯鹿生物科学公司联手，烧钱开展农作物的基因编辑项目。据统计，Editas Medicine、Intellia Therapeutics和CRISPR Therapeutics这三家基因组编辑公司已经拿到了数亿美元的投资。

　　CRISPR恐怕是首个在娱乐圈激起波澜的生物学技术。去年十一月，乐坛的大咖王力宏在微博上力挺张锋的CRISPR技术。这条微博发布出去的数小时内，就已经被转载、评论数千条。千万少女的偶像王力宏就此成为了CRISPR科普第一人。

　　去年4月，中山大学的黄军就课题组对外宣布首次改造了人类胚胎的DNA。这一爆炸性新闻一经发布便受到了国内外科学界的广泛关注，并引发了支持者和反对者激烈的辩论。12月，美国科学院、英国皇家学会和中国科学院在美国华盛顿联合主持了一项国际峰会，就人类基因编辑达成共识：基因编辑技术不应用于准备建立妊娠的人类胚胎。今年2月，英国人类受精和胚胎学管理局（HFEA）终于批准了Francis Crick研究所的人类胚胎基因组编辑研究。这意味着人类胚胎基因组编辑首次得到了国家监管机构的支持，无疑为相关领域注入了一针强心剂。

　　自CRIPSR系统被开发成研究工具以来，这一技术就陷入了激烈的知识产权之争。目前美国至少有两个研究团队就此技术提出了专利申请：以Doudna为首的加利福尼亚大学团队，和以张锋为首的MIT和Broad研究所团队。从提出专利申请的时间来看，实际上Doudna团队在先，张锋团队在后。但张锋团队却率先获得专利，可想而知Doudna是相当不服气的。

　　2015年4月，Doudna团队要求进行一次听证会。他们认为根据先来后到的原则，张锋团队的申请应该被认为是一次干扰。上个月，USPTO正式同意推进干扰听证会，以解决这场万众瞩目的专利大战。然而出人意料的是，听证会还未召开Doudna就拿到了一项新专利。这项专利覆盖了特定的CRISPR编辑方法。“这意味着正在进行的干扰评估将无法终结CRISPR专利之争，”纽约法学院的法律副教授Jacob Sherkow指出。因为就算Doudna输掉了这次听证会，他们仍能限制张锋及其Editas公司使用一些基因编辑技术。

　　CRISPR解决的难题

　　CRIPSR能帮人们解决许许多多的科研和医学难题。正因如此，CRIPSR研究成果一直在持续井喷。肥胖症是二十一世纪人类健康面临的最大挑战之一，会引发心血管疾病、二型糖尿病、癌症等致命疾病。FTO基因突变被认为是最强的肥胖风险因子，这一区域一直是科学家们研究的重点。顶级医学期刊《新英格兰医学》发表的一项研究表明，FTO区域的肥胖风险取决于一个关键的核苷酸。研究人员用CRISPR-Cas9系统对这个核苷酸进行编辑，成功改变了脂肪前体细胞的肥胖风险，在人类细胞和小鼠中逆转了肥胖。（更多详细信息参见：顶级医学期刊：CRISPR基因组编辑可以逆转肥胖）

　　许多疾病可以通过器官移植来解决，然而可供移植的人类器官并不多。许多研究者希望用猪的器官来解决这个问题。不过，他们必须先解决猪内源性逆转录病毒（PERVs）。猪细胞会在压力下泵出PERVs，感染接受移植的人。

　　中国浙江大学动物科学学院、美国哈佛大学和麻省总医院的研究人员发现，CRISPR-Cas9系统能够更快速、更高效、更准确地分析、替换和改善猪的问题基因。这项发表在Science期刊上的研究，有望为异种器官移植扫清道路。今年三月的New England Journal of Medicine将这一成果称为“基因工程的壮举”。

　　CRISPR简便到“可怕”

　　几乎所有实验室都可以很方便的进行CRISPR基因组编辑，你只需要在自己感兴趣的细胞或生物中表达Cas9内切酶和引导RNA（gRNA）。内切酶Cas9会在gRNA的指导下引入位点特异性的双链断裂，然后细胞通过同源重组进行修复，最终改写基因组的特定位点。

　　CRISPR-Cas9技术非常经济，操作起来也很容易。对于科班出身的生物狗来说，CRISPR-Cas9实验根本没什么难度。生物学爱好者都可以在自己家或公众实验室开展这类研究。就因为这一点，美国情报机构年度全球威胁评估报告将“基因编辑”列入了“大规模杀伤性与扩散性武器”威胁清单。

　　有捷径就别走弯路

　　gRNA可以说是CRISPR系统的灵魂，gRNA设计得不好这个系统就无法起到应有的作用。为此，研究者们已经开发了三十多种软件工具。不过对于新手而言，找到一款适合自己的软件并不容易，需要反复尝试。现在，Thermo Fisher为大家提供了一条捷径。该公司在云计算平台Thermo Fisher Cloud上提供了经过优化和验证的CRISPR套装：Invitrogen? GeneArt? CRISPR搜索和设计工具。

　　Thermo Fisher专家已经预先设计了>600,000种CRISPR gRNA序列，这些序列已经过优化，可用于基因敲除，靶向各基因的前三个转录外显子。登录Thermo Fisher Cloud，你就可以通过CRISPR搜索工具，在这个庞大的数据库中寻找适合自己的预设计gRNA。搜索结果包括6条带有PAM位点的CRISPR靶序列、带有gRNA结合位点的外显子图谱和各CRISPR序列的潜在脱靶位点。在Thermo Fisher云平台上，你也可以自己设计CRISPR gRNA。CRISPR设计工具会用专利算法分析你的目的序列，进行从头gRNA设计。等你选好gRNA设计之后，可以直接加入购物车，轻松购买相关产品。

　　很少有一种革命性技术像CRISPR这样平易近人。可以说，只要你有靠谱的idea，在CRISPR技术加持下想不出成果都难。不过，CRISPR领域也因此成为了你追我赶的激烈赛场。免费注册Thermo Fisher Cloud，相信可以让你少走一些弯路。