MIT：CRISPR技术再升级，走入精准控制时代(度十大科技热词 雾霾首度入选)

MIT：CRISPR技术再升级，走入精准控制时代

2016年09月14日讯 如果说到近几年来生物学领域取得的重大突破，或许很多人都会提到CRISPR。作为一项极具潜力的基因编辑技术，CRISPR不但在新药研发的高通量筛选过程中扮演了越来越重要的角色，更有直接应用于临床的能力--今年6月，美国NIH下属的重组DNA咨询委员会投票一致通过CRISPR可用于人体基因编辑。而在7月，四川大学华西医院的科学家也宣布将把CRISPR技术应用于人体，以期治疗非小细胞肺癌。不难想象，未来我们将看到更多CRISPR的应用诞生。

作为一款基因编辑工具，在临床应用时，科学家们往往希望CRISPR能够在他们想要的时候，精准地作用于他们感兴趣的细胞，而不希望简单粗放地对所有细胞“一刀切”。这也是目前诸多研究人员努力的方向。而最近MIT的科学家们开发的创新技术，则让CRISPR有望走入精准时代。

这项技术的主要研究者Piyush Jain博士是一名操纵RNA的高手。他在加入MIT前，曾有效地利用紫外光，控制了RNA干扰的进程。与RNA干扰类似，CRISPR的基因编辑机理中也离不开RNA分子，这就让Jain博士诞生了用紫外光控制CRISPR的想法。

“当他加入MIT的时候，CRISPR正进入爆发期。他对用光来启动CRISPR技术的想法感到非常振奋。”Jain博士的导师，MIT的Sangeeta Bhatia教授说道。

Jain博士并非首个冒出这样想法的人。先前，许多研究人员计划改造Cas9蛋白，让它在一定的波长下才有剪切的效应。这样改造蛋白质的设计无疑工程量巨大。而Jain博士则选择了一条截然不同的道路--在他的设计中，只有在特定的波长下，引导Cas9蛋白的RNA才会与它结合。

具体来说，Jain博士设计了一类全新的DNA分子，它有两个特性：第一，它能够与向导RNA的序列完美结合，让向导RNA失去了吸引Cas9蛋白的能力；第二，它的结构不稳定。在波长为365纳米的紫外光下，这类DNA会发生断裂，“解放”向导RNA。这些RNA也就能顺利地与基因组上的特异部位结合，引来Cas9蛋白进行剪切。

这项技术的最大意义，在于能够在人为选定的时间，对选定的细胞基因组进行编辑。因此，它也有极为广泛的应用前景。举例来说，有些基因只在癌症发生的某个特定阶段才起作用，而精准的剪切能帮助研究人员更好地了解这些基因在癌症发生过程中的作用，从而提供潜在的新靶点。其次，它也能用更精确的方法关闭肿瘤细胞中的基因，而不影响到周围的正常细胞。

“CRISPR-Cas9系统是一个非常有效的技术，能让科学家研究基因如何影响细胞的行为，”佐治亚理工生物医学工程系的James Dahlman教授评论道：“这一重要的进展能让我们精准地控制基因的变化。整个科学界将因此有一个全新的工具来推进基因编辑的研究。”

目前，Jain博士的团队正在尝试用这项CRISPR技术来“关闭”皮肤癌细胞中的致癌基因。这一便于接触光线的组织，或许将带来CRISPR治疗癌症的一大突破。

度十大科技热词 雾霾首度入选

在的中国，科技的热度在持续上升。屠呦呦为中国科学实现了零的突破，互联网+、 工业4.0、精准医疗正在塑造中国的未来??《科学美国人》中文版《环球科学》遴选出了度十大科技热词。它们是的科技烙印，也是科技史上的十大坐标。

1、雾霾

雾霾再度入选，是我们在这份榜单里最不想见到又必须面对的热词。

12月1日，北京的雾霾严重程度达到当年峰值。全市35个监测站点中，除去两个没有显示外，其余33个全部达到重度污染级别，空气中细小颗粒物的总重量超过5 000头成年大象的体重。7日18时，北京市空气重污染应急指挥部发布公告，空气重污染预警等级由橙色提升为红色，这是北京 首次启动红色预警。在一些业内人士看来，是足以写进中国历史的重要事件，标志着中国在环境问题上已经走到了一个新的节点。现在的北京，让人想起了上世纪50年代的雾都伦敦。

如何解决这样的环境难题？公众的警醒、政府的坚决、科技的手段、生活的变革、经济的转型，还有长期的坚持，才是最终战胜雾霾的可靠保证。

2、屠呦呦

10月5日之前，对于大多数中国人来说，屠呦呦是一个陌生的名字，尽管她和同事们的发现，挽救了数百万人的生命。10月5日之后，这位耄耋老人的研究经历、获奖感言、参加座谈都成为了海内外媒体关注的焦点。不论是对于屠呦呦还是对于中国，10月5日都是有着历史意义的一天??中国本土科学家第一次获得自然科学类诺贝尔奖。这是对中国科学百年努力的褒奖，更是一个无比重大的开端：在世界科学的 最高 殿堂，中国人来了，今后还会常来。

3、三体

8月23日，科幻小说《三体》和它的作者刘慈欣都迎来了自己的巅峰时刻：在第73届世界科幻大会上，《三体》荣获雨果奖最佳长篇小说奖。

这不仅是中国，也是亚洲首次获得这项最有声誉的科幻奖，标志着世界科幻界对中国作家和作品的认可。《三体》这部讲述人类与外星文明接触的故事成了刘慈欣创作的高峰，拉升了中国科幻文学的水平。和屠呦呦有一点可以类比，刘慈欣在另一领域，为中国实现了零的突破。

实际上，在此次之前的10年里，?三体?一直是一个频繁出现的词汇。通过这部小说，无数读者了解到谜一般的天体物理学，对量子、时间、空间等原本艰深的科学问题产生了浓厚兴趣。优秀的科幻小说、科幻电影是科学传播的优良载体，中国需要更多的《三体》和刘慈欣。

4、互联网+

，?互联网+?上升为国家战略。在3月召开的十二届全国人大三次会议上，总理在政府工作报告中首次提出?互联网+?行动计划，?推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展，引导互联网企业拓展国际市场?。

从3月到12月，仅与互联网+有关的专著就出版了超过100本，网络链接则超过了1 500万个。更重要的是，这个词汇寄托了中国人对于未来的梦想。中国的社会、经济和文化都将迎来前所未有的重塑。

5、精准医疗

1月，美国总统奥巴马在国情咨文中宣布，要开展一项名为?精准医学?的计划，希望通过分析100多万名志愿者的基因信息，更好地了解疾病机理，为开发相应药物、实现?精准施药?铺平道路。3月，中国科技部举办首届?国家精准医疗战略专家会议?，提出了中国的精准医疗计划，这一计划很可能纳入?十三五?重大科技专项，上升为国家战略。

世界两个主要国家对精准医学的高度重视，直接点明了未来医学的发展方向。从经验医学到循证医学，再到精准医学，我们也许即将迎来一个全新的医学时代。在这个时代，每个人都有机会获得最好的医疗。

6、MERS

不论人类的准备多么充分，公共卫生体系总是不能完全防御高度复杂的病原体入侵，中东呼吸综合症（MERS）的爆发再次印证了这一点。这种在就被发现的第六种人类冠状病毒，在的5月和6月肆虐中东和韩国。在韩国，超过1 000人被隔离，死亡率超过了20%；近600所幼儿园和学校停课，177所学校因为未完成教学计划而缩短了假期。由于不坚决的防治措施，韩国的公共卫生体系在这次危机中备受质疑。作为邻国，中国在MERS疫情期间高度戒备。

幸运的是，人类理解这类疾病的能力正在增强：6月底，中国科学家就发现了MERS病毒抗体；仍然不幸的是，人类预防这种疾病的能力并未增强：因为缺乏商业前景，现有的医药体系依然缺乏资源投入来进行疫苗等相关药物的研发。

7、工业4.0

德国的经济思想在遥远的中国获得共鸣。的汉诺威工业展上，德国联邦教研部与联邦经济技术部提出了一个著名概念???工业4.0?。因为契合了中国对强大制造业的期许，这个概念在中国掀起的涟漪甚至远超德国。

4.0时代的工业将充分顺应工业界出现的新趋势??互联、数据化、集成、创新和转型，大量代表自动化和智能化的新技术将被整合到传统制造业中。，这个概念的重要性至少在两个渠道获得了放大：中德国家元首就工业4.0达成的合作开始落实，《中国制造2025规划》开始实施。为了更深刻地理解这个词汇，中国在组织了上万场研讨会以探究其内涵和路径，工业4.0引起广泛关注。

大国重器，梦之所向。十年之后，也许我们将看到一个完全不同的中国制造业。

8、火星

在人类历史上，没有任何一年可以像那样，让我们如此接近这颗神秘的星球。4月，?好奇?号发现了火星表面以下存在液态水的迹象。7月，NASA在4处沿火星坡地延展的暗色条纹中发现了水合盐类从而证明了液态水的存在。由此，人类移民火星开始从纯粹的想象变成了一种可能。当然，为这一年的神奇之旅画上分外绚烂惊叹号的还是《火星救援》，这部科幻影片为中国大陆电影票房作出不小贡献。今年的火星实在太火了。

9、基因编辑

基因编辑，这场刮起于两年前的生物技术风暴，在席卷了全世界，开始向世人展示它的强大威力。11月3日，由麻省理工学院的几位科学家创办的Editas 医学公司宣布，该公司的实验表明，CRISPR基因编辑技术可以用于治疗利伯先天性黑朦病（一种遗传性视力衰退疾病）， Editas公司将在开展CRISPR基因编辑人体实验。两天后，更加激动人心的消息传来：英国伦敦大学的科学家瓦西姆?卡锡母（Waseem Qasim）对外宣布，他们利用ZFNs基因编辑技术，成功缓解了一个女婴的不治之症??急性淋巴细胞性白血病（ALL）。这两条引起了人们强烈关注的消息，还只是关于基因编辑技术的诸多报道的冰山一角。

科学不会跳跃式发展，但需要跳跃式想象。这项技术对人类的未来意味着什么？谁也难以预知。

10、乌镇

千年古镇乌镇，充满诗情画意的江南水乡，仿佛应该与文学紧紧联系在一起。但在12月，乌镇成了全球媒体的焦点，当之无愧地压轴年度科技热词榜。

世界互联网大会永久会址，全球政要、互联网与科技领袖在这里汇聚，最新互联网技术与成果在这里展示，面向今天、更面向未来的思想和意见在这里激荡与分享。古老的水乡乌镇彻底数字化，脱胎换骨成为全球互联网圣地、高科技的新地标。

12月16日中国国家元首在乌镇的主旨讲演，呼吁世界携手，创建更美丽、更干净、更安全的互联网共同家园，把互联网发展和网络空间治理的思维，提升到新的高度。

中国正从互联网大国迈向互联网强国，乌镇是这一伟大前进中的里程碑。

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