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世界首創 ! 以 CRISPR 驅動的疾病檢測搜索引擎

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近年來, CRISPR 這種突破性的基因編輯技術如火如荼地展開,為遺傳學領域注入新的活力。藉由追蹤或裁切 DNA ,CRISPR 不僅被用於編輯抗病作物或動物疾病等動、植物基因調整,或氣候變化與環境保護(如:透過基因編輯改造海洋系統以增加甲烷吸收),更廣泛運用於包含遺傳性疾病(如:鐮刀型貧血)和癌症在內的基因相關疾病之治療研究,例如:麻省理工學院的張鋒團隊以 CRISPR 系統來偵測核苷酸分析病原體基因存在與否,來檢測茲卡病毒、登革熱病毒以及其他有害細菌的 SHERLOCKv2 系統(Specific High Sensitivity Enzymatic Reporter unLOCKing)。而現在一家新創公司 Mammoth Biosciencesy 則建立了世上第一個以 CRISPR 驅動的疾病檢測的搜尋引擎,實現在家中就可以進行的高科技疾病檢測,大大提升了 CRISPR 的應用層面。

簡易親民的居家測試,將改寫疾病檢測的既有模式?

Mammoth Biosciences 的新技術讓這套引擎的使用相當容易上手:先輸入一個類似嚮導的 RNA,並告訴 CRISPR 蛋白需要搜索哪些特定的 DNA 或 RNA 序列,並藉由一個附著於目標物的報告分子 (reporter molecule) ,當發現目標後,報告分子會散發出顏色,以肉眼可見的程度顯示樣本中存在的結果。該公司表示,這個搜尋引擎可以執行任何 DNA 和 RNA 的生物體的檢測,如各種傳染性疾病(如性病、流感、瘧疾病原體)甚至白血病的生物標記等,都可以成為目標。

這項技術的開發團隊由聯合創始人兼 CEO - Trevor Martin 與首席技術長 Ashley Tehranchi 所帶領,另外聘請了發現 CRISPR 基因編輯機制的傳奇人物 Jennifer Doudna為諮詢委員主席。許多看好此項技術的風險投資公司如:Mayfield、NFX、8VC、AME Cloud、Wireframe、Kairos 和 Boom Capital 等都表示將投資這項研究。
Trevor Martin 在接受採訪時表示,這套新的搜尋引擎採用與 Google 同樣的概念,利用「Control + F」快速鍵的功能來查找內容,快速搜尋出關鍵字的技巧。這樣簡單便攜的測試技術的目標是推廣到一般家庭,希望能將疾病檢測變的像在家裡自行驗孕一樣簡單。民眾可以自行在家用一次性、如信用卡大小的紙張測試條上添加液體樣本,然後將測試調得匿名照片上傳到 Mammoth Biosciences 的應用程式中進行分析,在一個小時內就可以收到保密結果和專業建議。

縱然 Martin 不願透漏這些在家測試花費的具體細節,但他堅持這個系統是民眾可以負擔的,他補充說到:「我們的願景是讓這項技術更加普及,讓民眾更容易掌握自己的健康,因此建立可負擔的檢測是當務之急」。若民眾可以自行在家裡測試流感並確認菌株,或透過快篩發現癌症的早期預警訊號,如此經濟實惠的測試將可達到及早居家隔離或早期發現早期治療的優點,也大幅減少醫療資源的耗用。

延伸閱讀:CRISPR史詩級革新 病毒和腫瘤將無所遁形

儘管離預測疾病仍有段距離,但在即時診斷及農業應用等領域有長足進步

雖然目前技術仍處於持續開發階段,但該領域的研究已有許多出令人期待的成果。在今年 2 月發表的一篇科學論文中,Doudna 的團隊展示一個名為 DETECTR(DNA Endonuclease Targeted CRISPR Trans Reporter)的系統,可以準確地識別樣本中不同類型的 HPV 病毒。 透過兩種 CRISPR 蛋白:Cas12 – 結合併切割 DNA,Cas13 – 識別和切割 RNA ,將這項技術與其他蛋白質組合使用,能夠檢測幾乎任何類型的核酸,如茲卡病毒遺留的 DNA 或來自癌細胞的突變。

Mammoth Biosciences 已經達到疾病檢測方面具象徵性的指標,下一步,將尋找像是研究大學和公司等具有有趣的生物標記的合作夥伴。正如 Martin 所言:「最終目標是利用其無需設備的系統,將這些生物標記放入醫療系統中。」

雖然診斷的功能對 Mammoth Biosciences 來說很重要,但他們並不只將自己定位為疾病檢測的平台。癌症治療縱然是 CRISPR 的大規模應用,但該技術並不局限於健康,而是可以用於農業等領域,如:檢測讓動物生病的原因,或是土壤、石油或天然氣中發現的微生物,用以檢測管道中的腐蝕性微生物或識別土壤生物群落等功能。目前初步推算全球光是診斷市場,其價值將高達 400 億美元,若再加上農業或礦業的應用價值,這項技術所衍生的貢獻實在相當驚人。

延伸閱讀:診斷技術再突破!!!大數據與基因的完美結合

文 / Miggy Chang

參考資料:
1. https://techcrunch.com/2018/04/26/mammoth-crispr-jennifer-doudna-crispr/
2. https://www.genomeweb.com/business-news/crispr-company-cofounded-jennifer-doudna-comes-out-stealth-mode#.WufyQIhuY2x
3. https://qz.com/1264104/after-gene-editing-jennifer-doudnas-mammoth-biosciences-aims-to-use-crispr-for-disease-diagnosis/
4. https://www.theverge.com/2018/4/26/17281724/mammoth-biosciences-crispr-diagnostic-tool-disease-detection
5. http://www.techgili.com/featured/mammoth-biosciences-launches-a-crispr-powered-search-engine-for-disease-detection/

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