CRISPR 先驅張鋒現身唐獎講座 侃談微生物於基因編輯之應用及發展

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CRISPR 先驅張鋒博士(Feng Zhang)與 Emmanuelle、Charpentier、Jennifer A. Doudna等博士一同研發出 CRISPR/Cas9 基因體編輯技術,大大推動了生物醫學研究和疾病治療的進展。因此,他們共同獲得 2016 年唐獎(Tang Prize)生技醫藥獎。

4 月 21 日 (美國時間),張峰博士於 2018 年實驗生物學國際組織(Experimental Biology, EB)唐獎大獎講座分享「利用自然多樣性進行基因編輯和其發展願景」。

張峰博士指出,基因體編輯技術能精確地改變特定 DNA 序列,使得它成為探討細胞反應過程的分子迴路的強力工具。在過去幾年中,他們的研究團隊以微生物 CRISPR-Cas 系統為一系列基因體操作的平台,包括單基因和多重基因剔除(knockout)、基因活化以及大規模篩選應用。

該研究團隊於近日發現並描述了多種能標靶 RNA 的新型CRISPR系統,包括CRISPR-Cas13 家族。藉由單一RNA 指引,使得 Cas13 在活體內(in vivo)被重新編程,進而切割標靶 mRNA,並且藉由 RNase 結構域突變產生的Cas13的死亡變體(dead variant of Cas13, dCas13)保留了其標靶特異性和結合活性。dCas13 為各式各樣的 RNA 研究應用提供了一個平台,包括轉錄本成像(transcript imaging)和 RNA 編輯。

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Cas13 在活體外(in vitro)也呈現出“附帶”(collateral)活性,他們利用這種活性來創造出 SHERLOCK。SHERLOCK 為一種高度敏感和特異性的CRISPR診斷平台,它能檢測 DNA 和 RNA 的特定位點,以確定血液樣本中是否存在茲卡病毒(Zika virus)或登革熱(dengue)病毒以及辨識腫瘤 DNA 中的突變和發現有害細菌的存在。然而,他們也正在持續探索微生物多樣性,期望能找出能作為分子生物學工具及新療法的新酶和系統。

張鋒博士也表示,基因編輯技術發展越來越快,除了許多研究單位將該技術作為學術研究工具之外,更有許多研發單位以該技術開發特定基因疾病療法,例如單基因遺傳性(monogenetic)中樞神經系統疾病。此外,也有不少研究團隊可望於今年或明年進行基因編輯技術治療遺傳性疾病的臨床試驗。

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參考資料:
1. http://experimentalbiology.org/2018/Program/Tang-Prize-Award-Lecture.aspx
2. http://focustaiwan.tw/news/ast/201804220014.aspx

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