问题

CRISPR 到底是一种怎样的技术?

回答
CRISPR,你可以把它想象成一把极其精准的“基因剪刀”,它能让我们前所未有地深入到生物体的遗传密码——DNA——进行编辑。这可不是随便剪一剪,而是能够精确地定位到DNA的某个特定位置,然后进行修改,就像我们在文档里精确地删除、替换或者插入文字一样,只不过对象是生命的蓝图。

这项技术的核心,可以拆解成两个关键部分:一个是指引部分,另一个是切割部分。

指引部分:分子信使,精准导航

这部分其实是一段叫做引导RNA(guide RNA, gRNA)的分子。你可以把它理解为一个非常聪明的“信使”,它带着一个特定的“地址”,能够精确地找到DNA链上与之相匹配的序列。这个地址之所以能够精确匹配,是因为RNA和DNA之间有着遵循碱基配对原则的化学性质(A配T或U,C配G)。gRNA的这个“地址”部分通常只有几十个碱基长,但正是这几十个碱基,决定了我们“基因剪刀”将要作用在基因组的哪个具体位置。你可以想象一下,就好像你要在海量的书籍中找到一本特定名字的书,然后定位到其中的某一页某一句话,gRNA就是那个精确的索引。

切割部分:分子剪刀,精确操作

而执行“剪切”任务的,是一个叫做Cas蛋白的酶。在最经典的CRISPRCas9系统中,这个Cas蛋白就是Cas9酶。它就像一把锋利无比的手术刀,能够准确地切断DNA的双链。但Cas9酶本身并不知道要去哪里剪,它需要gRNA这个信使来引导。

所以,整个工作流程大概是这样的:我们把设计好的gRNA和Cas9酶一起放入细胞中。gRNA会像雷达一样在细胞核内搜寻它所能匹配的DNA序列。一旦找到那个精确的“地址”,gRNA就会与DNA上的目标序列结合。gRNA的到来,就像一个信号,告诉Cas9酶:“就是这里了,可以下刀了!” Cas9酶随即就会在这个被gRNA定位到的位置切断DNA的双链。

为什么说它革命性?

CRISPR之所以被誉为革命性的技术,主要在于它的精确性、易用性和高效性。

精确性: 相比于早期的一些基因编辑技术,CRISPR能够以极高的准确性定位到目标基因。这意味着我们可以避免对非目标区域造成“误伤”,大大降低了潜在的脱靶效应。
易用性: 设计一段gRNA相对容易,而且CRISPR系统本身也比较模块化,容易根据不同的编辑需求进行调整。这使得科学家们能够更方便、更快捷地进行基因编辑实验。
高效性: CRISPR的编辑效率非常高,这意味着在一次实验中,能够成功编辑目标基因的细胞比例大大增加。

CRISPR能做什么?更广阔的应用前景

一旦DNA被切断,细胞会启动自身的修复机制来弥合这个断裂。而我们正是利用细胞的这个“自愈”过程来进行基因编辑的。主要有两种方式:

1. 非同源末端连接(NHEJ): 这是细胞最常用的一种修复方式,它比较粗糙,修复过程中容易引入小的插入或缺失(突变),这正好可以用来“敲除”某个基因的功能。就像你文档里删掉一个词,可能会导致后面词语的重新排列。
2. 同源定向修复(HDR): 如果我们在细胞中同时提供一个修复模板(一段我们设计好的DNA序列),细胞在修复DNA断裂时,就有可能以我们提供的模板为蓝本进行修复。这样我们就可以精确地替换、插入或修正某个基因序列,就像你用一个新词替换掉旧词,或者插入一段新的句子。

正是因为这些能力,CRISPR的应用前景极其广阔,几乎涵盖了生命科学的方方面面:

基础科学研究: 科学家们可以用CRISPR来精确地敲除或修改特定基因,从而研究这些基因的功能,理解它们在生命活动中的作用。这就像给生命体做“减法”和“加法”实验,帮助我们理解生物的运作机制。
疾病治疗: 这是CRISPR最令人兴奋的应用方向之一。
基因治疗: 对于由基因缺陷引起的遗传性疾病,如囊性纤维化、镰状细胞贫血症等,理论上可以通过CRISPR技术修正致病基因。比如,找到患病细胞,用CRISPR把错误的基因序列纠正过来,让细胞重新恢复正常功能。
癌症治疗: CRISPR可以用于改造免疫细胞,使其更有效地识别和攻击癌细胞(例如,CART疗法的升级)。也可以直接作用于癌细胞,使其停止生长或凋亡。
病毒感染: 研究人员也在探索利用CRISPR来“切除”病毒基因组,从而治疗病毒感染,例如艾滋病病毒(HIV)。
农业育种:
改良作物: 通过CRISPR技术,可以培育出抗病虫害、耐旱耐盐、产量更高、营养价值更丰富的作物。这可以帮助解决粮食安全问题,并减少农药的使用。例如,让小麦更不容易得白粉病,让水稻更耐储存。
改良家畜: 提高家畜的抗病能力,加速育种进程,改善肉质等。
生物技术工业:
生产生物燃料: 改造微生物,使其更高效地生产生物燃料。
开发新药物: 利用CRISPR筛选药物靶点,或改造细胞生产新的生物制品。
诊断工具: 基于CRISPR的基因检测技术,能够更快速、更灵敏地检测病原体或疾病相关的基因突变。

当然,这项技术也伴随着挑战和伦理考量:

脱靶效应: 虽然CRISPR非常精确,但仍然存在一定概率的“误剪”,即在非目标位置进行编辑,这可能带来不可预测的后果。科学家们一直在努力提高CRISPR的特异性。
递送问题: 如何安全有效地将CRISPR系统(gRNA和Cas蛋白)递送到目标细胞和组织中,是临床应用的关键挑战。
伦理争议: 特别是关于对人类生殖细胞(精子、卵子、胚胎)进行基因编辑,这会影响到后代的遗传信息,涉及“设计婴儿”等复杂的伦理问题,目前在全球范围内都有严格的讨论和监管。

总而言之,CRISPR就像一把能够精细操作生命密码的神奇工具,它赋予了我们前所未有的能力去理解和改造生命。它的出现,不仅极大地推动了生命科学的进步,也为解决人类面临的健康、农业等重大挑战提供了新的希望,当然,也伴随着严谨的科学探索和审慎的伦理考量。

网友意见

user avatar

之前同学发我的一份儿有关这个东东的文章,贴上来:

在表观遗传学、干细胞、癌症研究如火如荼的今天,大家似乎都把目光投入了更加 高等 的生物。然而原核 CRISPR 系统的发现和应用却再次证明了 低等 生物的存在感 —— 谁说这些 小东西 不能有精妙复杂的体系?

CRISPR 系统不但丰富了我们对于细菌、古细菌生理机制的认知,更重要的是这种体系的改造利用能带来席卷整个分子生物学领域,更新现有操作模式的一场技术革命。同时,它也为我们打开了一扇窗,从 CRISPR 的角度重新认识整个微生物世界自我和相互间的调控网络、调控机制,原核及真核细胞间的异同和联系,甚至协同进化的证据。

没人能否认,这次, 小东西 的确搞出了 大名堂

一、 初露锋芒,刮目相看

——细菌也有“高级”的获得性免疫系统

到底什么是CRISPR? ——它的中文名很长很拗口,和英文一样不知道怎么念,却能顾名思义,了解其基因序列上的特点,那就是——成簇的、规律间隔的、短回文、重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)。 既然是讲故事就把关子卖到最后,讲到那里再告诉大家这些定语的含义。

是个啥?

任何伟大事物的开端(原谅我下此断言,不过看溢美之词甚盛【21】【22】,也不算过分),任何风云人物的发家,任何跌宕故事的开始,总是不起眼“其貌不扬”的,我们的主角CRISPR系统也不例外。

很多综述【3】里都把CRISPR的起源说在了1987年,还是从我们最熟悉的E.coli,最经典的K-12株系中发现的,但是本着挖祖坟的心态费劲找出这篇26年前的文章【7】来考据,却发现似乎其中只有这一点是与我们的CRISPR沾边的,就是这个回文序列。

个啥?

这个发现纯属偶然,也没有引起包括发现者本身太大的重视,甚至这种特征序列都没有一个名字,直到2002年,在通过计算机操作发现很多原核生物(真细菌和古细菌),都有类似被21-37bp的回文重复序列间隔开的非重复序列后,他才正式有了这个顾名思义的名字CRISPR,成簇的、规律间隔的、短回文、重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)【8】。并且除了这样的特征序列外,在他们的附近还有一写CRISPR-associated基因。也就是我们后来说的发挥大刀剪切作用和整合外源片段作用的一系列Cas蛋白。于是我们基本可以得到这样一张漂亮的模式图,并清楚了CRISPR系统中最重要的3大元件—spacer(白色方块),回文repeats(双三角),cas等基因。


个啥?

一开始,由于spacer序列种内保守,种间差异的特点,一度甚至现在【30】也在被用来鉴定菌株,回头看来虽然大材小用,但好歹也是广泛应用性的体现。

还是和大多数科学发现一样,CRISPR系统的发现经历了一个搞清:是个啥?——“叫”个啥?—— “干”个啥的过程。

现在我们已经知道他长得什么样子什么特点,可是关于这一奇怪序列是干什么的,在很长一段时间里众说纷纭。

功能显然和spacer的序列特异性有关,那么是chromosomal rearrangement? modulation of expression of neighboring genes,target for DNA binding proteins,?replicon partitioning,还是DNA repair?

都有道理不过只是猜测,直到2005年,3个课题组独立的数据分析表明——这些spacer是外源DNA来源的,病毒或者质粒。【3】于是才让大家想,外源DNA,这会不会参与了防御外来DNA呢?

2007年Streptococcus thermophilus的实验证实了这一猜想,于是经过不断完善,有了我们下面这张华丽丽的示意图,一个只能用elegant形容的漂亮的免疫过程。

漂亮的获得性免疫系统 —— 谁说这是 高等 生物的专长?

如何解说这个漂亮的系统,我想参照我们学过的抗原抗体免疫很容易理解,这里用一个通俗的比喻(如下图3)简单讲讲。

外源DNA就是坏蛋,而抓住坏蛋特征这一最核心的步骤之一则是——靠的Cas复合体将片段特征proto-spacer制作成spacer,整合进CRISPR序列中,形成记忆。于是接下来的2次免疫中,spacer便可以快速bingding到proto-spacer上。完成这一target的精确打击过程。干掉入侵者。

估计大家也都注意到了一个特别的“帽子“ PAM(下文中也会提到)这里作为一个防止自身免疫的机理出现,不难想到当然也同时也制约了proto-spacer的选择。



4 原核生物 CRISPR 获得性系统工作原理图【 3

怎么样?是不是有够震撼?不夸张的说,这个流程图真的很冲击我的旧思想,谁也别“小”看原核生物啊!这么精妙的,不亚于真核的获得性免疫,不得不:1、让我们惊叹于这个奇妙的世界——造物主和原核小东西们的聪明才智。2、扪心自问——对于自然和生物,我们真的还知道的太少了。

当然,CRISPR也不是原核生物唯一的防御系统,近期的一篇NAR【15】也横向总结比较了真细菌与古细菌的各种免疫机制。但是毫无疑问的是,CRISPR的发现极大的扩充了我们对于原核生物生理机制的认知。

跟据最新的官方说法【31】目前,已经在48%的真细菌和95%的古细菌中发现了CRISPR系统。可以算得上是普遍存在了。2007年就有法国的课题组开发了一个CRISPRFinder【12】,让大家上传序列,来鉴定该基因组中是否包含CRISPR。从而统计CRISPR的在原核生物中存在的普遍性。(这里的统计数据和刚才说的有出入,尚未能证实其关系)


5 网络工具 CRISPRFinder 2013 6 5 日截图)


6 各种 Type CRISPR 16

CRISPR系统也是有很多Type的,不同细菌中含有的CRISPR的type也不一样。上图是2013年的一篇非常棒的review当中对几种type作用机制的整理。(是不是几年之后绝对入主教科书呢?不入也没道理啊。)在这里,也要提醒大家特别注意type-II,因为后面的故事,Cas9将会扮演绝对主角。

似曾相识,本是同根生?

看了上面的流程图,我想大家都会觉得“面熟”,没错,看了下面的一张比较图,更会觉得原核真核之间机制的相通性。也许,我们的差距没有想象中那么大。


7 和真核 RNAi 比较 Parallels and distinctions between CRISPR RNA-guided silencing systems and RNAi. 11

二、 深入了解,为“我”所用,指哪打哪

——Cas9等机理研究和工具改造

故事如果就到这里,那虽然有趣,充其量也只算是认识自然。其实,真正的好戏才刚刚开始。

随着CRISPR重要性的逐渐显现,对它的作用机理研究也一步步深入。【10】【14】【16】各个方面,各种类型的蛋白作用渐渐清楚。比如如何将spacer整合如基因组?【14】中,Csn2作用的模型建立。


8 Csn2 参与整合 spacer 模型

移花接木,给细菌打 疫苗

于是就有人在想,既然这看起来是个不错的免疫体系,既然大肠杆菌中这个体系看似不够强悍,能不能移植啊?

答案是肯定的。2011年,NAR杂志上,法国的一个课题组【4】正是做了这样的一件事情——将Streptococcus thermophilus嗜热链球菌中的Type-II CRISPR系统利用质粒系统移植到了大肠杆菌当中,发挥了作用!于是他们很愉悦的得出了结论——CRISPR是可以用来给细菌打疫苗的,我们了解他的天敌,就可以主动防御,先发制人。

同时,几乎是“顺带”,他们还发现了2件事情,

1、Cas9“一粒起效”——作为唯一需要的,足以起作用的剪切蛋白(强悍性充分性)。

2、Cas9“左膀右臂“ ——起作用依赖McrA/HNH- 和RuvC/RNaseH这两个motif. 。从此Cas9也从那么多Type【16】的CRISPR的蛋白中,款款走入了我们的视线。


9 利用质粒实现 Cas9- 嗜热链球菌 CRISPR 系统往大肠杆菌的移植

所以说第一次,他们证明了CRISPR不但可以免疫自己,还可以异源表达,免疫他人,这就是疫苗啊,很有意思。

然而从故事的后续发展来看(如果我梳理的逻辑中没有落掉太多东西),他们实在浪费了一块宝藏,大材小用了。而这篇文章结果的重要性也被研究者本身严重低估了。不能说他们愉悦的结论和细菌的疫苗不重要,只能说他们只看透了一层,没有看到更深的一层,没有看得更远。

为什么这么说,因为虽然他们没看到,但是有人看到了。并且真正成功的奥秘就在于那两件顺带的发现。

一粒起效 ,果断改造 —— 从此剑锋直指!

如果要在CRISPR系统的研究中树一块里程碑,我想【2】他是。如果要在这个故事里有个转折,我想他【2】也是。从这里开始,CRISPR的传奇将开始上演,新一代分子生物学革命的帷幕即将拉开!

2012年8月17,一篇看似低调的Science,看那些胶图和data也没什么意思,这里用我的语言简单总结一下他们主要做了些什么:

是的,流水账一样,到这里这文章看起来没啥难度,也没啥亮点。但是,细心地你发现了吗,到这里,他们已经一步一步的把Cas9作为定向内切酶的每一步机制,方方面面都搞清楚了

插一句,又有一个被忽略(至少在这篇文章里没大动作)的意外惊喜——2个“左膀右臂“domain是各切一条链,HNH domain 切 complementary DNA strand, RuvC-like domain 切 noncomplementary DNA strand 。

接着说,他们把方方面面都搞清楚了,但这仅仅是一个机理研究吗?错!他们有非常明确地目的——剑锋直指!可以人为定制的特异性内切酶!为我所用,指哪打哪。

他们紧接着就利用这些发现,设计,做了体外切割GFP基因的实验,果然获得成功。并且都是按照预想的设计的切口切开,这难道不是“想切哪里切哪里,妈妈再也不用担心我的课题”?。

同时,推断由于限制性的PAM的序列NGG很常见,基本上利用的限制很少——有望可以实现见人杀人,见鬼杀鬼!并且2个必须的RNA已经可以“双剑合璧”,这样可以使构建的RNA更方便也更稳定。一个新型“大杀器“呼之欲出。


10 crRNA tra crRNA 双剑合璧 2

(对了,这里要特别提到的是【13】,和【2】内容非常相似,同年9月4号的PNAS,如果没什么意外,应该是晚了一步。看来做科研,不但找准方向,下手稳准狠,动作还要快啊!)

好了,现在已经是“司马昭之心,路人皆知”了,再笨我们也猜到他们的目的了—构建一个可以按需定制的DNA定点剪切工具。然而又一次,我们要说,技术和发现放在那,决定高度的是你能看多远。(也有可能他们想到了但还没做到)

“万事俱备,只欠东风”。基础已打好,序幕已拉开,热场已完成,真正的好戏就要开演了。

三、 “洲”际导弹,秒杀众生

—— 多种真核、原核细胞中的基因编辑、合成生物学利器

刚才的序幕估计只是让关注该领域的人激动兴奋了一下(而且好多人也正是从关注这篇文章开始进入领域,开始抢滩),然而真正让CRISPR系统走进所有人的视野,发出不容忽视的声音,引发了震动的是接下来的两篇文章。虽然我们这个故事从头讲下来你觉得仿佛有此文章顺理成章,但是乍一看,两篇文章的成果实在太诱人,太漂亮了。也的确,短短5个月,向前迈进了一大步,重要的一大步。

虽然说是2篇文章,意义却是一个,他俩很有意思,背靠背,连着印在同期的Science上,一前一后。第1篇【1】就是丛乐学长的文章了,而第2篇【17】来头也不小,是George M. Church课题组的作品。

(应该说,可以看出第二篇文章几乎是被第一篇的文章“逼”出来的,有种赶着发没有well-organized的感觉,但其实做了很多东西,具体后面再说。其实还有杯具的同样的第3篇【18】,来晚一步,只好nature子刊了。)

这2篇文章的突破就是——在人类细胞中,成功实现了由Cas9介导的基因组定向编辑。

(注意是编辑,而非简单地剪切。嗯,Genome Editing,是不是听起来就高端大气上档次。)

际导弹,深入敌镜,精确制导,圆满完成


11 组装导弹,直入腹地 --- 入核导弹系统【 1

先来看看第1篇,第2篇的异同稍后再表。想在真核内实现基因组的编辑,第一步就是要进核。NLS就是潜入目标的伪装,戴了 2个帽子,一头直入腹地。当然导弹必备的爆破装置Cas9和定位装置crRNA等也必在导弹组成中。

调试导弹,精简装备

顺利完成第一波实验,继续调试导弹,居然有惊喜——装备是可以精简的,RNaseIII不是必须的,因为估计“不明真相的群众”也就是人类细胞内的同样蛋白是可以帮忙的!

同时也发现“制导”位置不同,在一个loci中target的序列不同,效率也不同。他们也尝试了双剑合璧,但是发现组合制导效率略低。


12 战后重建 和平殖民 ,减少毒性 ——— HR 插入新东西【 1

这是很赞的一步,这里就充分利用了我们说的一个domain切一条链的发现,变双链切断为切开单链的一个口,再导入外源片段,从而介导HR,通过重组的方式实现片段替换——从而插入,删除,等等,都成为了可能。


13 “ 万箭齐发 同时一块儿切【 1

另一幅让人激动不已的途径就是可以万箭齐发,而这也充分利用了CRISPR系统本身的特性——人家本来就是个array嘛。

当然,还有比较容易想到的就是下面这种删除方式:


14 切两头,直接删除一段【 1

总之一句话 —— 导弹在你手,想怎么玩,就怎么玩!

讲完了丛乐的文章,下面就说说第2篇文章与丛乐文章的不同之处——


1 、用且只用 双剑合璧装 ”guide RNA (gRNA) 15 17


2 、鉴定体系用的是 GFP rescue 更漂亮 16 17

3、做且只做 human cells 更多关注在人细胞中(包括iPS cell)的实际应用。

4、做了庞大规模的生信设计,目标针对整个基因组水平设计全几组靶标,覆盖近一半基因。(野心很大啊,名家风范)

5、与ZFNs ,TALEN 比较的实验更多。

6、工作量更大,数据量更大。

所以看来,动手快是多么重要,差点到手的鸭子被别人抢了总是不好的,然追求完美也是有价值的。

此剑一出,谁与争锋

最后简单总结一下,这目前为止,故事的高潮部分是这个样子——

1、 实现真核细胞体内的基因组编辑,而且一下子打通关了,直接搞定了终极目标——“大boss”human cells

2、利用单链切除介导HR(同源重组),变单纯的切为定向编辑:想插入,改写,删除,全部满足你

3、实现“万箭齐发” ,别再打一枪装一次子弹了,咱已然进入机关枪时代了。

4、证实了与TALEN比的优越性(大家都懂得,其实即使在效率差不多的情况下,无需新编码蛋白而是换短序列即可的Cas9,比TALEN有着不可逆转的便捷性优势)

总之,我们获得了一种想打哪里只需要换“定位弹芯”-gRNA 就行的基因导弹,定点、准确、体内体外、原核真核都可以。更重要的是方便、便宜(“几个质粒就OK”)。

如此利器,预示前景一片大好,自然各家不吝溢美之词【20】【21】【22】【23】【29】。

有人欢喜有人忧,你方唱罢我登场 —— 更高、更快、更强

如果说Cas9开启了一个基因分子生物学的新时代,大家都开心还来不及,只有一个人哭的话,那就一定是TALEN相关公司了。

正所谓长江后浪推前浪,前浪死在沙滩上,科学也有更新换代,算是自然规律使然。Cas9无论是从理论分析,可行性便捷性,还是实际结果,效率上都轻松的“秒杀”了前任明星——TALEN。【1】【17】【19】【21】.

没办法,在秉承了“更高、更快、更强”精神的Cas9同学面前,曾经风光无限的TALEN同学只能默默垂泪离去,剩下一堆公司做好准备血本无归了。

百花齐放,四海皆准

Human这个大boss都搞掂了,剩下的估计问题不大。也的确是这样,一时间,各种物种体内的Cas9运用文章哗啦啦的冒出来——斑马鱼【24】酵母【25】小鼠(多基因同时,还是丛乐老板课题组的作品)【26】细菌(仍然是丛乐老板课题组作品)【27】,Cas9大热正式出现。

眼看,一个Cas9的时代就这样到来了。

精确定位,潜力无穷

其实,Cas9的成功给了我们一个运用CRISPR系统方便快捷定位基因序列的可能,但仅仅局限于编辑基因吗?其实可以做的远不止于此。


17 利用 Cas9 定位控制转录【 28

比如可以利用这种特异性,做有针对性的表达调控【28】,比如利用双切致死性“自动”筛选突变株【27】。未来,也许还有更多应用,开动脑筋改造他,还有很大潜力。

四、惊喜连连,奇妙继续

——CRISPR系统在各个层次的广泛性与给我们的认知拓展

主观来讲,一个好故事的结尾总是留有悬念的开放式,为了讲个好故事,我们的CRISPR也不负重望,更多发现,让我再多写一节。

客观来讲,能够开启一个分子生物学的新局面已经够牛气了,可是偏偏人家还有更大的使命——让我们继续思考原核的种种,调控网络的种种。

道高一尺魔高一丈 —— 病毒抗 CRISPR 系统机制

有个问题不知道大家有没有想过,如果CRISPR在原核生物中真的那么所向披靡,那噬菌体、病毒对于细菌早就没任何威胁能力了,早就给干掉了。“这不科学啊”~

俗话说“道高一尺魔高一丈”,你细菌能有CRISPR对付我病毒,我病毒也必然有一套甚至几套机理来对付你。【6】【31】

“别拿豆包不当干粮”,别拿病毒不当生命,人家不但能“借尸还魂”繁殖自己,连特异性的免疫系统,都是可以有的!

奥特曼与小怪兽共同成长 ——— 军备竞赛,协同进化

正如这个有趣的题目CRISPR-mediated phage resistance and the ghost of coevolution past【33】,让我们感兴趣的是CRISPR系统中那些细菌病毒协同进化的证据。【31】中噬菌体对抗CRISPR基因来源等表明,细菌和噬菌体简直“你中有我”“我中有你”,不断竞争,共同成长。

想一想,大自然的法则多么有哲学意义啊!

苦肉计 —— 自身抗逆,作用比我们想的更多

更玄妙的机制是这个“苦肉计”——细菌通过CRISPR调节自身基因,帮助自己躲避哺乳动物的免疫系统。

2013年4月的一篇文章【5】表明细菌Francisella novicida的传染力依赖自身的CRISPR系统。 在哺乳动物细胞内生长时,细菌会通过CRISPR系统关闭自身脂蛋白的合成基因,以避免被宿主免疫系统发现并摧毁。

“如果将宿主的免疫细胞比作大海中的鲨鱼,那么对于它们来说,细菌脂蛋白就如同海水里的血一般充满着吸引力。因此,为了不被免疫系统发现,细菌就必须关闭脂蛋白的生产。”

太神奇了!

“除了切割噬菌体基因以外,Cas9还能够调节细菌基因,这是一项新发现,”

看来CRISPR系统是一种原核生物间、原核和真核之间综合性的调控网络的中心,是原核生物抵御外界不良环境的手段方法,并非切切外源基因那么简单。也给了我们一个机会,让我们从CRISPR的角度重新认识一下奇妙的“微生物界”。

当然,还有更多关于CRISPR的报道【32】引导我们继续去关注。

小东西 搞出 大名堂 故事的 启示

好啦,故事讲到这里也差不多了,是时候总结一下啦,故事梗概如图所示,多说一遍也没啥意思。

“不幸的各有各的不幸,幸运的都差不多一个样子。”其实想想,也许这就是一个nice的科学故事该有的pattern——从最初一片草莽中被慧眼识英雄,到研究不断深化,打开一片认知新天地,甚至改写固有“教科书”,改变固有观念。而后派上用场,为更多研究服务。并且同时开启一个新领域,新视野。

然而这个故事的意义还在于提醒我们怎么做好的研究,回顾整个故事,其实无论在哪里及时进入有所建树都是很好的研究。关键在于如何敏锐的发现这自然宝藏的价值所在,看得比别人远,下手比别人早,而且动作比别人快。

自然界有很多宝藏,怪不得venter要下海去找。我们可以不去找,就盯着那些出土的,嗅觉灵敏,慧眼识珠,有了make a difference的机遇,果断抓住!

希望再有这样的好 ,我们不但在台上,唱的还是高潮部分 ~

类似的话题

  • 回答
    CRISPR,你可以把它想象成一把极其精准的“基因剪刀”,它能让我们前所未有地深入到生物体的遗传密码——DNA——进行编辑。这可不是随便剪一剪,而是能够精确地定位到DNA的某个特定位置,然后进行修改,就像我们在文档里精确地删除、替换或者插入文字一样,只不过对象是生命的蓝图。这项技术的核心,可以拆解成.............
  • 回答
    CRISPRCas9 技术绝非仅仅是 Cas9 蛋白和向导 RNA(gRNA)的简单结合,这只是核心的“执行器”。要让这个强大的基因编辑工具在细胞中真正发挥作用,还需要更复杂的“运输系统”和“启动信号”。你可以想象一下,如果你想精确定位并修改一个文件(基因),仅仅知道文件的名字和里面你想改的句子(g.............
  • 回答
    基因编辑的黎明:CRISPR 技术如何改写疾病治疗的未来?体内 CRISPR 基因编辑技术,这一曾被誉为“分子剪刀”的革命性工具,终于迎来了其首个临床试验的亮眼答卷。这项在人类基因组层面进行的精确“手术”,不仅在科研界引发了巨大的轰动,更向我们揭示了一个充满希望的未来:那些曾被视为不治之症的疾病,或.............
  • 回答
    人类的确没有CRISPR/Cas系统,这主要是因为CRISPR/Cas系统是细菌和古细菌特有的一种适应性免疫系统。它们并非随机演化出来的,而是经过漫长的演化过程,在这些微生物的生存环境中形成的独特防御机制。要详细地解释这个问题,我们可以从以下几个方面来理解: 1. CRISPR/Cas系统的起源和功.............
  • 回答
    将 CRISPR 系统引入人类基因组以对抗病毒,这是一个极具吸引力但又极其复杂的前景。简而言之,答案是“理论上可行,但实际操作充满巨大挑战”。这不是一个简单的“是”或“否”可以概括的问题,我们需要深入探讨其中的技术、伦理和社会层面的考量。首先,我们来理解一下 CRISPR 系统是如何工作的。CRIS.............
  • 回答
    2020 年的诺贝尔化学奖颁给了 CRISPR 基因编辑技术,这无疑是科学界的一项重大突破,也预示着这项技术将以前所未有的方式重塑我们的未来。CRISPR,全称是“规律间隔成簇的短回文重复序列”,它像一把精密的分子手术刀,能够精确地定位并修改基因组中的特定序列。这项技术不仅仅是实验室里的一项新工具,.............
  • 回答
    CRISPR技术,这个名字听起来就带着一丝科幻色彩,它彻底改变了我们理解和操纵生命的方式。它就像一把无比精确的基因剪刀,能够定位并修改DNA序列,这个能力简直是前所未有的。然而,也正是因为它的强大和颠覆性,很多人对它充满了担忧,甚至将其视为“反人类”的。为什么会有这样的声音呢?原因错综复杂,涉及到伦.............
  • 回答
    最近《自然》(Nature)杂志上的一项研究,披露了利用 CRISPR 技术进行基因编辑时,可能导致大范围 RNA 脱靶突变的问题,这确实是一个值得我们深入探讨的重大发现。这可不是小事,它可能直接影响到我们未来应用这项技术去治疗疾病的信心和安全性。首先,咱们得明白 CRISPR 是个啥。它就像一把非.............
  • 回答
    张锋与詹妮弗·杜德纳的CRISPR专利之争:一场科学与商业的角力在基因编辑技术突飞猛进的今天,CRISPRCas9无疑是其中的明星。这项革命性的技术,如同一个精准的分子手术刀,能够精确地修改DNA,为治疗遗传性疾病、改造作物等领域带来了无限可能。然而,在这项技术的背后,却是一场旷日持久、错综复杂的专.............
  • 回答
    这个问题非常有意思,因为它涉及到科学界一些既复杂又引人入胜的层面——科学发现的归属、奖项的评选标准,以及一项革命性技术背后人物的真实贡献。首先,让我们来谈谈为什么张锋没有获得 2020 年诺贝尔化学奖。2020 年诺贝尔化学奖授予了 Emmanuelle Charpentier 和 Jennifer.............
  • 回答
    这是一个很有意思的问题,也触及到了很多电竞粉丝内心深处对于选手生涯发展、团队化学反应以及“英雄”情结的复杂感受。 Crisp会不会成为下一个宝蓝?如果让我来分析,我会从几个角度来看待,并且尽量不说得像个冷冰冰的AI分析报告。首先,让我们回忆一下宝蓝是谁?宝蓝(Baolan),王柳羿,IG战队的原辅助.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有