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基因魔剪:改造生命的新技术 基因组编辑非常简单——操作只需2分钟
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我们又前往Addgene附近的研究场所,对从Addgene购买并使用CRISPR‐Cas 9的研究人员进行了采访。一位女性研究者正坐在细胞培养装置前,对人类细胞——来源于子宫颈癌、名为海拉细胞(Hela Cells)的细胞系——进行基因组编辑。我们到访时,她正用大号移液器将CRISPR‐Cas 9撒到置于培养液中的细胞上。
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“基因组编辑其实并非什么很夸张的技术。只要把CRISPR‐Cas 9的溶液撒到细胞上,然后将细胞置于37摄氏度恒温的培养箱(细胞培养装置)中,经过48~72小时,也就是两到三天的时间,细胞中被瞄准的基因就被切断了。”
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实际的操作步骤包括:(1)在Addgene网站订购CRISPR‐Cas 9的质体;(2)针对目标DNA的碱基序列,制备能与其特异性结合的向导RNA;(3)将步骤(2)中制得的向导RNA组合到步骤(1)购得的质体中,然后撒到想要进行基因组编辑的细胞上。仅此而已。有一种说法是,只要能在Addgene买到CRISPR‐Cas 9,就已经完成了基因组编辑的九成工作。最后,据说只要等待12小时,就能确认目标基因是否已被切断。
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我们对这名研究者进行基因组编辑的工作过程进行了录像。包括准备工作在内,她仅仅用了不到2分钟。摄像师差点以为自己没拍到,吓了一跳。把装有进行过基因组编辑的细胞的培养皿放入培养箱,整个操作就完成了。研究者对我们说道:
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“如各位所见,非常简单对吧。正是这份简单,才令人振奋啊。”
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令人振奋——来到美国采访之后,我们已经不知道第几次听见这个词语了。无论对什么生物的什么基因,都能进行自由编辑,这样的技术对研究者而言,确实当得上“振奋”二字。
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基因魔剪:改造生命的新技术 Addgene在日本也有代理商
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Addgene建立起了媲美亚马逊的系统商业模式,但其贩卖并不仅限于网络渠道,它在亚洲的多个国家选择了代理商,在日本也有。基因组编辑的工具在进口时会被当作基因重组(转基因)相关商品,需要办理烦琐的手续,因此,通过代理店购买能节省办理手续的时间,并且与通过英文网站购买相比更为简单,某些情况下能更快速地获得CRISPR‐Cas 9。成为Addgene日本代理商的是住商医药国际有限公司(Summit Pharma International Corporation)。我们造访了这家公司位于东京中央区晴海的办公室。
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该公司原本的经营项目就是医药用品和食品等的进出口销售,以及作为新药开发支持工具的动植物和微生物细胞进口销售业务。承担从Addgene进口并代理贩卖CRISPR‐Cas 9业务的是其药物研发部。
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在过去的30余年中,该公司一直是世界最大的生物资源中心、美国模式培养物集存库(American Type Culture Collection, ATCC)在日本的代理商。1925年成立的ATCC保存着3400多种细胞系、72000多种酵母或霉菌等微生物菌种以及约800万种基因,被全球生物研究人员广为利用,并被形象地称作“生物银行”。与如此规模的ATCC建立了合作关系,住商医药国际有限公司自然因其业绩而获得了Addgene的青睐,Addgene于数年前就向它伸出了橄榄枝。住商医药总部新药研发支持组的乙黑敬生先生认为,创造出了包括普及CRISPR‐Cas 9在内的“基因组编辑商务”这一正处于高速扩张期的市场的,毫无疑问正是Addgene。
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“以往,无论对基因还是细胞,人们的常识是研究人员或企业绝不会将专利开放授权。因此,除了直接与拥有专利权的研究者或企业交涉之外,没有其他获取途径,也绝不存在‘先要一丁点儿试用一下’的可能性。”
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总之先试试看,觉得不错再与权利人进行交涉——Addgene建立的就是这样一套体系。乙黑先生认为,该体系使得基因组编辑技术能以前所未有的速度传播到全球研究者群体中,大家竞相进行改良,让开发竞争的速度和密度都获得飞跃性的提升。这其中,Addgene起到的作用不可小觑。
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乙黑先生还进一步指出,基因组编辑的商业化运作程度目前正在迅速扩大。基因组编辑技术已被引入包括畜牧业、农业乃至医疗在内的众多领域。“将基因组编辑应用于实践已不再是对于将来的展望,而是此刻已在我们身边萌芽的事实。”
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想要看清基因组编辑实用化的道路将会怎样演进,就必须先弄明白这一技术在研究开发的最前沿到底发生了什么。在未来,我们每天吃的食物、在医院接受的治疗、日常生活的一点一滴,都会因基因组编辑这一技术的参与而变得与现在截然不同。
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创造出了比普通真鲷大1.5倍的新品种的京都大学木下政人助教、大大提高了CRISPR‐Cas 9这一划时代技术的效果的张锋博士,他们都认为基因组编辑是能够改变世界的技术。随着采访的深入,我们对这句话的理解也渐渐带上了现实色彩。
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基因魔剪:改造生命的新技术 第四章 蓬勃发展的基因组品种改良
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在美国,有一位研究者正尝试利用基因组编辑创造新的牛种。2014年11月,我们前往美国南部的得克萨斯州的某个牧场,采访了这种牛的来龙去脉。
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如今提起得克萨斯州,给人的印象大概是石油工业和航天产业发达。但这片土地昔日却曾经因牧牛而繁荣,一片片牧场延绵不绝,周围是一望无际的大草原。我们的目的地就位于草原的一角。
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我们乘坐的车辆穿过一道道大门,停在了一位身材高大的中年男子身旁,这位应该就是牧场的主人了。“欢迎来到再生科学中心!”这位笑容爽朗的男子正是对牛进行了基因组编辑的查尔斯·朗(Charles Long)博士本人,他在得克萨斯A&M大学(Texas A&M University)从事研究工作。
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朗博士把我们带到了位于牧场深处的牛舍之中。牛舍里养着一头高大的白色牛只,它的背部耸立着一个驼峰,显得有些与众不同。
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