《自然》：法国科学家发现一种堪比CRISPR的潜在基因编辑新工具

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《自然》：法国科学家发现一种堪比CRISPR的潜在基因编辑新工具, Q2 t& f$ u* c2 B& I: M
来源：奇点网 / 作者： / 2016-03-02, j4 `/ o) V9 j( h! L
2016年1月11日，美国专利和商标局（USPTO）申明将开始审核“CRISPR-Cas9专利”，以确定CRISPR技术的第一发明单位究竟是麻省理工还是加州伯克利。审核期间，专利申请双方提供相关证据，例如期刊出版物和实验室记录，来证明技术的原创性。! i3 o3 u9 ]* O: Q% ^
  
' |  C5 v  Q# X8 Y  k4 g发现CRISPR的三名主要人物
: p9 k# z( g/ p* A' k6 E虽然目前审核还没有结果，但是最终无论这项专利花落谁家，都可能会对一些公司产生巨大的影响。尤其是CRISPR基因编辑领域的四驾马车：Caribou Biosciences、Editas medicine、CRISPR Therapeutics和Intellia Therapeutics。目前张锋已经手握一项CRISPR专利，所以Editas medicine今年年初得以顺利上市。今年2月Jennifer Doudna及其领导的Caribou Biosciences也获得了一项CRISPR专利。此次USPTO的重新审核，不知是否会对他们手中专利有影响。
. v" Y. C) y! \' p" {另外Juno和诺华等巨头也不惜投入重金，积极寻求与掌握CRISPR技术的公司合作。所以，此次专利重审结果会对很多生物技术公司产生影响。
0 ?4 @* k1 u& u  P9 ?有人抢专利；有人抱大腿；还有人在埋头做研究颠覆专利。科技的进步就是这样循环往复。( G! i2 Z) ~0 F. `  O, Q0 T$ J. ]; B, G
就在大家为了争夺CRISPR专利激战正酣的时候，法国Aix-Marseille大学的科学家Didier Raoult和他的同事们正在实验室里倒腾一种巨型病毒（giant viruses）。前不久，他们在这种巨型病毒中意外地发现了一种类似于CRISPR的潜在基因编辑新技术MIMIVIRE（mimivirus virophage resistance element），他们的研究成果于2月29号在线发表在顶级期刊《自然》杂志上（1）。
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充满艺术气息的法国科学家Didier Raoult
+ T! K( e1 K9 ]关于Raoult的这项意外发现，还得从十多年前说起。早在1992年，英国大范围爆发肺炎，Raoult团队在调查研究肺炎爆发过程中，发现空调系统冷却水管道里的阿米巴变形虫体（Amoebae）内有一种巨型不明生物（2）。$ s7 u. D6 O- s0 s6 U) }
在后来的研究中，Raoult团队发现，这是一种重来都没有被发现过的巨型病毒。一直以来研究人员都认为病毒的直径不会超过200nm，所以在研究病毒时，都是使用直径为200nm的筛子过滤样本。于是Raoult团队发现这个直径为400nm的大家伙就一直与研究人员擦肩而过，直到Raoult从阿米巴变形虫体分离到它，而且是在普通光学显微镜下活生生的看到了它，并把它称为mimivirus，Raoult团队的这项研究成果于2003年刊登在《科学》杂志上（3）。3 B/ R( m7 C# p9 y% N
  
% Y5 M( ^" f1 F5 [9 E噬菌体、巨病毒mimivirus和细菌的大小参考
8 F( {  v7 B" i9 z/ [从那时开始，Raoult团队就开始了巨型病毒发现之旅，目前一共发现了150多种。它们大多体型巨大，是普通病毒的数百倍；包含的基因个数也是普通病毒的成百上千倍，有些甚至超过了某些细菌。3 E% Q  V& p8 D( Q" t3 v6 a& ]
作为一个“寄人篱下”，没有独自生活能力的病毒，它要这么多基因干啥？这一直困扰着Raoult团队的研究人员。直到2014年他们发现了新型嗜病毒体（virophage）Zamilon（4）。3 f& A+ g7 Y; e* G% K2 _
嗜病毒体和噬菌体一样都属于病毒，只不过一个是侵染病毒，一个是侵染细菌。我们现在都知道，细菌对付天敌噬菌体使用的杀手锏就是CRISPR；那么MIMIVIRE就是Raoult团队在巨型病毒里发现的嗜病毒体杀手锏。换句话说，MIMIVIRE就是巨型病毒的免疫系统啊，这就解释了它为什么需要如此巨大的基因组。
* G& t  U& s" {& \2 a/ D# Z目前Raoult团队已经对巨型病毒的MIMIVIRE做了基本的研究。研究结果表明，MIMIVIRE极有可能成为一种新的基因编辑工具。8 Y4 P/ y+ B" p4 g# y' c
然而，CRISPR基因编辑技术发明人之一Jennifer Doudna说，Raoult团队的研究并没有清楚的说明MIMIVIRE免疫机制是如何工作的，我们还需要保持谨慎的态度，但是这种遗传操作的可能性还是蛮有意思的。- L4 r8 W. F- A2 u( [- K$ C
实际上，CRISPR基因编辑技术的发现过程也是蛮艰辛的。
3 f. j( t5 @' [目前科学界比较认同的观点是，CRISPR技术发现于1987年，但是当时并没有搞明白其内在的机制原理。1995年，科学家发现CRISPR在微生物中普遍存在。接着2007年，科学家才发现CRISPR其实是细菌防御病毒侵染的系统。最终直到2012年，CRISPR编辑的原理才被彻底揭示。紧接着发生了一件重要的事情，2013年哈佛-麻省理工博德研究所的华裔教授Feng Zhang和哈佛医学院George Church教授同时独立证明了，CRISPR可以用于人体细胞的基因编辑。“6 d/ a* t* n$ F7 F$ y, y
不难看出CRISPR基因编辑技术从发现到目前的应用，也让众多大牛花费了20余年的时间和精力。现在有CRISPR作为参考，在Raoult团队的基础上应该很快就能揭示MIMIVIRE的工作机制。到那时，基因编辑的江湖又会有怎样的血雨腥风？
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参考文献2 ?' x1 T5 }2 y; Q* A! {; W
1.Levasseur A， Bekliz M， Chabrière E， Pontarotti P， La Scola B， Raoult D. 2016. MIMIVIRE is a defence system1 o3 V$ c6 P* I+ u2 [, _* Q9 q* r
in mimivirus that confers resistance to virophage. Nature advance online publication# v# V# T+ r  X
2.Birtles RJ， Rowbotham TJ， Storey C， Marrie TJ， Raoult D. 1997. Chlamydia-like obligate parasite of free
; z) M" U! H! T% I-living amoebae. The Lancet 349：925-6
, N/ ?" L, e, r8 R) A! ?& i( h3.Scola BL， Audic S， Robert C， Jungang L， de Lamballerie X， et al. 2003. A Giant Virus in Amoebae. Science
5 V0 d( P) j2 A( g1 g 299：2033-
4 m! X; Y9 \8 R" k5 {4.Gaia M， Benamar S， Boughalmi M， Pagnier I， Croce O， et al. 2014. Zamilon， a Novel Virophage with
$ t. c& f/ M6 H1 ZMimiviridae Host Specificity. PLoS ONE 9：e94923; L& w3 i& v& P# n( x* V