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基因魔剪：改造生命的新技术 基因组编辑工具的免费获取
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NHK——所以是没钱才决定自己做啊（笑）。
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对（笑）。想要只让目标蛋白质发光从而体现出表达度，只有利用基因组编辑实施切断并插入报告基因这一种方法。因此我们无论如何都必须弄到ZFN，但又付不出300万日元。于是，我就和同样感兴趣的落合君一起，决定自行制备了。
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这个领域最有意思的地方在于，只要是为了进行基础研究，就可以免费获取已开发出的工具。也就是所谓的“开放式创新”（open innovation）理念。这种模式进一步加剧了研究开发的竞争。基因组编辑技术之所以能展现出超乎常理的革新速度，正是源自于此。
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ZFN也不例外。工具本身有外国人开发的产品作为来源，可以免费提供。不过为了能与靶点特异性结合，还必须进行设计工作并为此支付相当高昂的费用。委托定制的话需要300万日元，但整个操作过程确实非常麻烦，事后想想，我觉得这个价格其实也算不上太贵。
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NHK——ZFN的设计工作进展如何？
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我们使用大肠杆菌进行试验。为了让ZFN在大肠杆菌之中能顺利地转化为所需的形态，就要进行基因重组。试验所需的ZFN大约是由30个左右的氨基酸排列构成。想要将这么多个氨基酸连接起来并使其顺利发挥作用，真的是相当难的一件事。不过落合君只花了两年时间就完成了这项工作。
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2010年，我们成功地用自己制造的ZFN破坏了基因，并发表了论文。基因组编辑可以完成两件事，一是破坏基因，也就是“基因敲除”；二是插入基因，也就是“基因敲入”。
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我们的初衷是在海胆中插入报告基因，将其作为监测指标，所以到这一步，还只能算是半成品。
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在那之后我们继续研究，总算是实现了报告基因的插入。在发育过程中，被瞄准的细胞发出了美丽的光。接下来我们就要检测光线的强弱变化，也就是每个细胞是如何发光的。细胞刚开始分化时，几乎不存在变化。但到了稳定阶段就能观察到一定程度的闪烁。我们在2012年的论文中对这一现象进行了总结。
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距离当初决定使用ZFN进行研究已经过去了5年，我们才终于走到了这一步。
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基因魔剪：改造生命的新技术 CRISPR‐Cas 9的冲击
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NHK——在ZFN之后，又进一步诞生了TALEN和CRISPR‐Cas 9这两种基因组编辑工具。
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我们花了两年时间终于成功地利用ZFN实现了基因破坏，但到了2011年，TALEN出现了。落合君拿着介绍TALEN的论文对我说道：“这个，我们真的没法战胜啊。”在此之前，我们满心想着的可都是“今后就是我们的时代了！”（笑）这是自从开始基因组编辑的研究之后，我们所遭受的第一次打击。不过话说回来，这毕竟是一项非常有潜力的技术，所以我们把TALEN也列入了研究计划之中。
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第二次打击则是CRISPR‐Cas 9的出现。我们立刻就意识到，它“是一种完全不同的境界”——利用细菌之中作为DNA摹本的RNA进行匹配并找出目标基因，也就是用RNA进行“识别”，这真是令人大开眼界。毕竟这一现象其实是科学家们众所周知的。但即便如此，我们最开始看到它的时候却仍倾向于“还是先不要换成这种新技术，先继续使用已经被运用于产业界的成熟的TALEN吧”。
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NHK——具体而言，CRISPR‐Cas 9的革命性到底体现在哪些方面？
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无论什么人都能完成操作，而且成本很低，所以易于推广普及。但对研究者而言，CRISPR库（Crisper library）所造成的冲击更加强烈。基因组编辑技术因CRISPR‐Cas 9的诞生而得以向所有研究人员敞开大门，但它的进一步发展则依托于CRISPR库。基因组编辑的可能性，正以一种可称得上是不同次元的速度在不断扩大。
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我来介绍一下它的机制吧。所谓CRISPR库，可将其理解为总共能破坏几万个不同基因的病毒的集合。对每一个病毒，都分别链接上一个能破坏某特定基因的CRISPR的向导。当其进入细胞之后，几万个向导RNA就将分别破坏与其相对应的唯一一个基因。
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简而言之，大概就是把原本需要在几万个培养皿中进行的实验，放到一个培养皿中一次性完成了。如果用其他方法，研究者必须准备几万个培养皿，然后逐一进行实验。
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虽然TALEN也可以同时使用多个进行试验，但却没法一口气制造出几万个来。相比之下，要制造更多的CRISPR向导则要容易多了。使用CRISPR库就能一次性完成上万种基因的解析，真是太壮观了。
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NHK——于是您就把进行基因组编辑的技术换成了CRISPR‐Cas 9吗？
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今后CRISPR‐Cas 9肯定会逐渐成为主流，不过ZFN和TALEN也依然具有使用价值，比如在产业方面。假设破坏某个基因就能创造出有用的品种，那么选择ZFN、TALEN或是CRISPR‐Cas 9都可以。只要能单独停止某个基因的功能，当然是哪个便宜就选择哪个了。ZFN同样是一种不错的技术，至少不像CRISPR‐Cas 9和TALEN那样存在知识产权方面的问题。它的专利保护期限已过，这是个相当大的优势。
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CRISPR‐Cas 9操作简单效率又高，可以同时对多个基因进行编辑，确实是一种很实用的技术。但从产业化的角度进行考量，ZFN的优势在于其具备高效的制造体系。
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