CRISPR虽然作为基因编辑工具,现在已经成为生物医学领域的最热门技术,几个研究该技术的科学家也一定会毫无悬念获得诺贝尔奖。但是这种技术源头本身,目前仍然存在一些重要科学问题没有被解释,解释这些问题也具有重要学术价值。
FranciscoMojica不是最早知道CRISPR现象,但是他可能是最早对CRISPR着迷的学者。1992年的一天,他开始了解到这个微生物免疫系统。对一种嗜盐菌(Haloferax mediterranei)基因组序列进行分析,他注意到14个异常的DNA序列,每个序列都是30个碱基。这些序列类似回文序列,每35个碱基重复一次。不久他找到更多类似结构。他对这种现象十分着迷,在西班牙阿利坎特大学对这个现象进行反复研究。
当时这个并不时髦, Mojica的实验室多年拿不到研究经费。在各种学术会议上,他利用各种机会请教大佬们对这种重复序列的看法,但是这些人都提醒他不要过于关心这种重复序列,许多物种都存在各种重复序列,这么多年来大家都弄不懂这些序列的作用。言外之意就是这玩意很奇怪,量你弄不明白。因为研究条件和经费限制,Mojica 发现CRISPR位点(locus)短序列重复结构后,使用序列比对方法发现重复序列之间的间隔序列其实是病毒和细菌的结合性质粒,揭示了CRISPR是细菌的适应性免疫功能。
今天CRISPR简直是如雷贯耳,不是因为这是细菌的免疫系统,而是因为经过改造后,CRISPR–Cas9已经成为基因编辑的最好工具。不过Mojica等医学微生物学家仍然考虑关于这个系统的纯基础问题,如这个系统是如何工作的?这个系统是如何进化的?这个系统对微生物进化有没有影响?为什么只有一部分微生物使用这个免疫系统?这个系统有没有其他更基本的生物学功能?
最早使用这个系统进行基因编辑的学者,加州大学伯克利分校的Jennifer Doudna教授也认为,CRISPR所以受到大家的关注是因为这个技术成为基因编辑工具,其实这个系统本身仍然有许多基本生物学问题没有解决。
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