兩篇《Science》首發:麻省理工張鋒和加州伯克利美女教授杜德拉...

2020-12-13 騰訊網

　　引言

　　國際著名期刊《科學》雜誌在2月15日同時在線發表兩篇重磅文章，一篇為麻省理工著名學者張鋒實驗室的關於升級版基因突變檢測技術「Sherlock V2」；另一篇為競爭如果對手加州大學伯克利分校的杜德拉教授團隊開發的基於Cas12a（又叫Cpf1）的新的基因突變檢測技術。二者互相借鑑使用了對方的研究成果。

　　要說當今科學和工業界有兩個團隊競爭得比較厲害的話，恐怕一定包括麻省理工大學著名華人科學家基因編輯領域的先鋒人物張鋒（Zhang Feng）博士和加州大學伯克利分校的杜德拉（Jennifer A. Doudna）教授團隊了。

　　兩位都是潮人，Jennifer A. Doudna（左）和張鋒（右）；杜老師還真是具有好萊塢明星的風範；私以為國內的科學家在照照片的時候或者媒體宣揚的時候也可以更加潮一點，酷一點嘛，不必總是放一幅嚴肅的中年油膩大叔圖像嘛

　　競爭，迫使人更加努力地奮鬥！

　　基於CRISPR-Cas系統的第三代基因編輯技術在短短幾年之內迅速發展，除了得益於其方便、快捷、高效、準確的基因編輯能力之外，許多優秀的研究團隊在這方面進行有力的競爭，也是它迅速發展的一個重要因素。

　　確實，誰不想把未來可能給整個生物醫學科學及工業界帶來顛覆影響的關鍵技術掌握在自己手裡呢？尤其是發明這個技術的幾個主要人物以及背後的不同利益集團。

　　這其中就主要包括哈佛大學和MIT的Broad研究所等單位組成的團體和加州大學系統組成的團隊之間的PK（而另一主要人物Emmanuelle Charpentier教授則轉戰歐洲戰場，現在早已混的風生水起了），檯面上專利戰爭還在持續，誰也不能定論何時落下塵埃，而暗地裡面對於相關技術的進一步開發以及精進則加足了馬力，火力全開。

　　當然，這其中的彎彎繞繞太多，小編在此不想八卦了，要八卦這個商業案例，可以去哈佛大學商學院商業案例八卦中心哈！

　　這裡，我們將簡單介紹一下，國際著名期刊《科學》雜誌在2月15日同時在線發表兩篇重磅文章，一篇為麻省理工著名學者張鋒實驗室的關於升級版基因突變檢測技術「Sherlock V2」；另一篇為競爭如果對手加州大學伯克利分校的杜德拉教授團隊開發的基於Cpf1改造的新的極度靈敏的基因突變檢測技術。

　　張鋒團隊發表的文章

　　杜德拉團隊發表的文章

　　1

　　神探夏洛克

　　發表頂尖期刊《Science》雜誌和神探夏洛克有什麼關係？

　　要了解其中的端倪恐怕不是一篇文章能夠解釋得清除的。

　　這主要體現了科學界對於學術名詞取名的重要性，名字取得好也可能蓋過原初發現者的風頭，名字取得不好也可能悔恨當初。

　　科學家對於新發現起名字一定要謹慎，即便是路邊攤算命先生都知道起名的重要性，科學家不能不重視啊！

　　就像著名華人教授陳列平所說，對於免疫檢查點（immune checkpoint）相當不滿意，因為他自己作為最早發現PDL1受體的人，發明了一個詞語沒有火爆，而別人在他之後發明了這個免疫檢查點的詞語（把PD1/PDL1統統包括在內）竟然火爆全球，確實有一種發明一個詞語就把自己的科學功勞搶了過去的感覺。

　　陳列平教授對於免疫檢查點的提法頗有微詞

　　小編舉陳列平教授的例子說明什麼？

　　說明取名字的重要性。

　　麻省理工張鋒教授正是深得其中的精髓：取了好名字便於傳播！

　　張鋒教授將他們於2017年4月發明的一項檢測核酸突變的極其靈敏的技術叫做Sherlock（(SpecificHigh SensitivityEnzymaticReporter UnLOCKing），即夏洛克技術，神探夏洛克，誰不知道呢？

　　張鋒研究團隊早在2017年4月就在著名學術期刊《科學》雜誌發表了基於Cas13a蛋白的Sherlock技術，能夠極其靈敏地檢測核酸的突變

　　當然，這裡要講解這個所謂的「Sherlock」技術，恐怕得單獨寫一篇文章，才能夠講解到位，把這個來龍去脈講清楚。這裡只是簡單地講解一下。

　　Sherlock技術的原理實際上主要是利用Cas13a蛋白（又叫做C2C2）的一種叫做「collateral effect」的效應，簡單說來就是，當Cas13a和crRNA結合，並識別相應的RNA序列之後，就激活了Cas13a的RNA酶活性，能夠切割其他所遇到的任何RNA，這就是所謂的『collateral effect』。此時，這個酶就會剪切一個螢光報告基團（quenched fluorescent RNA，實際上是一種高靈敏的檢測RNA酶活性的試劑，正常情況下不發光，一旦被RNA酶剪斷，就會發光，然後只需要檢測到螢光就能夠判斷是否具有RNA酶活性了），然後發光，其後就可以被檢測了。

　　Sherlock技術原理

　　Sherlock技術中最重要的蛋白質，Cas13a的發現歷程是怎樣的呢？

　　實際上，最早在2015年，張鋒實驗室通過比對class2型的蛋白序列，發現Cas13a與種不同，其不具有Ruvc結構域，即沒有DNA酶活性，但是具有兩個HEPN結構域，眾所周知，HEPN結構域具有RNA酶活性，因此，推測Cas13a具有RNA酶活性。

　　而他們進一步在2016年4月就在《科學》雜誌上面報導了Cas13a是一個RNA介導的RNA酶。

　　張鋒團隊2016年4月就在《科學》雜誌上面報導了Cas13a是一個RNA介導的RNA酶

　　然而，戲劇性的是，競爭對手杜德拉教授則是在短短幾個月之後，就在《Nature》上面發表相關文章。杜德拉實驗室更進一步，證明Cas13a具有兩種RNA酶活性，一種是切割pre-crRNA稱為成熟crRNA酶活性，一種是HEPN結構域的RNA酶活性。

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