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王艷麗
　　人類對于基因組乃至生命科學(xué)的了解仍只是冰山一角，王艷麗期望更多科研人員加入其中，并保持謙遜、謹(jǐn)慎的態(tài)度，持之以恒地投身科研，確保我們的世界最終能向著我們所期望的、健康、美好的方向改變。
　　CRISPR/Cas系統(tǒng)是源于細(xì)菌和古細(xì)菌的一種后天免疫系統(tǒng)，它是近年來發(fā)現(xiàn)的由小分子RNA介導(dǎo)的免疫系統(tǒng)。
　　中國科學(xué)院生物物理研究所研究員王艷麗不僅揭開了細(xì)菌免疫系統(tǒng)CRISPR的工作原理，還為這一基因組編輯技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和生物技術(shù)等方面的應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù)。
　　一項(xiàng)基因組編輯新技術(shù)
　　早在上世紀(jì)70年代，科學(xué)家就找到了改變生物體基因組的方法，但大多數(shù)DNA編輯工具處理速度慢、價格昂貴、操作復(fù)雜，“這項(xiàng)工作非常耗時，并且格外艱苦?！蓖跗G麗告訴《中國科學(xué)報》記者。
　　直到2012年，忽如一夜春風(fēng)來，橫空出世了一項(xiàng)基因組編輯新技術(shù)——CRISPR/Cas9，使得基因工程的成本降低了99%，原本需要一年時間完成的實(shí)驗(yàn)，如今只需幾個星期。該技術(shù)適用于所有細(xì)胞，無論是微生物、植物、動物還是人類。
　　王艷麗說：“這項(xiàng)革命性技術(shù)可不是在實(shí)驗(yàn)室里空想出來的，而是在細(xì)菌進(jìn)化過程中產(chǎn)生的，它源自細(xì)菌自身的獲得性免疫系統(tǒng)——CRISPR?！睕]錯，不是只有脊椎動物才擁有復(fù)雜精細(xì)的免疫系統(tǒng)，細(xì)菌同樣會“了解”之前見過的病毒，并在將來更好地抵抗感染。
　　細(xì)菌把病毒的一段DNA像“通緝犯”一樣存在自己的基因組里，當(dāng)病毒再次進(jìn)犯，細(xì)菌便能迅速從“數(shù)據(jù)庫”中制作出一段RNA作為“通緝犯畫像”，并“分發(fā)”給名為Cas9蛋白質(zhì)的“巡邏警察”。
　　隨后，Cas9蛋白質(zhì)開始掃描細(xì)菌內(nèi)部，將每一段DNA與“通緝犯畫像”進(jìn)行對比，一旦發(fā)現(xiàn)完全吻合的DNA，它便“逮捕”并切除病毒DNA 使其失效，避免細(xì)菌再次受到攻擊。
　　科學(xué)家們很快意識到，CRISPR系統(tǒng)意味著細(xì)菌能夠高效地對自己的基因組進(jìn)行編輯，在此基礎(chǔ)上，能研發(fā)出一種全新的基因工程技術(shù)。因此，擅長分子生物學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)的王艷麗決心徹底搞明白CRISPR系統(tǒng)的作用機(jī)理。
　　“CRISPR系統(tǒng)分為兩大類，細(xì)分為6個類型和19個亞型，Cas9蛋白質(zhì)屬于第二大類。”王艷麗詳細(xì)介紹道，“我主要研究的是Cas蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的第一大類，它們首先被發(fā)現(xiàn)，并且分布最廣，在CRISPR系統(tǒng)中占到約90%，具有很強(qiáng)的代表性。”
　　一切都進(jìn)入快車道
　　經(jīng)過數(shù)年努力，王艷麗在CRISPR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，她揭示了CRISPR系統(tǒng)從感染的病毒中獲得免疫原性的分子機(jī)制和通過小CRRNA分子降解病毒核酸的機(jī)理。
　　她闡明了CRISPR系統(tǒng)的作用機(jī)理，自然就可以幫助細(xì)菌抵御病毒的入侵。“雖然我們?nèi)祟惒粫?xì)菌產(chǎn)生太多同情之心，但它們的確也是會‘生病’的，而且一旦細(xì)菌生病也會給人類帶來巨大的損失?！?br/>　　“比如我們生產(chǎn)酸奶都會用到嗜熱鏈球菌，它能夠?qū)⒛讨械娜樘欠纸獬扇樗?，帶來?dú)特的口感，可是噬菌體卻會讓這些細(xì)菌‘生病’，極大地影響酸奶的生產(chǎn)質(zhì)量?！蓖跗G麗說，“而倘若是工業(yè)微生物或醫(yī)學(xué)微生物受到感染，造成的損失就更加無法估量了。”
　　與此同時，可編程的CRISPR技術(shù)由于其易用性和通用性，使其在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等研究領(lǐng)域具備無窮無盡的應(yīng)用潛力。
　　2016年6月，美國剛剛批準(zhǔn)了CRISPR基因治療方案進(jìn)行人體臨床測試。一個月之后，四川大學(xué)華西醫(yī)院也聲稱將開展全球首例使用CRISPR基因編輯技術(shù)的臨床試驗(yàn)，以嘗試治療肺癌。一切都進(jìn)入了快車道。
　　近幾年，CRISPR/Cas9技術(shù)的狂潮席卷全球，世界各地的實(shí)驗(yàn)室紛紛用它進(jìn)行基因改造，并催生了上千篇文章的發(fā)表?！拔易铋_始決定研究CRISPR時，整個國際上相關(guān)領(lǐng)域的論文還不到50篇，我還沒發(fā)現(xiàn)在哪個領(lǐng)域內(nèi)，有哪種技術(shù)能夠像CRISPR這樣發(fā)展得如此迅猛?！?br/>　　技術(shù)也并非萬無一失
　　然而，身處浪潮之中的王艷麗并不想隨波逐流，她希望能像以前一樣扎扎實(shí)實(shí)地做研究，“CRISPR/Cas9的確是革命性的技術(shù)，但仍只是第一代工具，存在一些不足和限制，還有更多的工具尚待開發(fā)。其它Cas蛋白質(zhì)也有作為基因組編輯工具的潛質(zhì)，在未來也可能成為Cas9的有力補(bǔ)充，進(jìn)一步豐富基因組編輯技術(shù)的工具箱?！?br/>　　王艷麗的性格里，透著山東人特有的低調(diào)、樸實(shí)和勤奮。她深知科研不能急功近利，要穩(wěn)扎穩(wěn)打：“做研究就像破案，自然界中有很多難以想象、無法解釋的現(xiàn)象，必須一環(huán)扣一環(huán)地去破解、去推理，不能自作聰明、自以為是。等你解析明白它的分子結(jié)構(gòu)之后，一切自然就豁然開朗了?！?br/>　　的確，CRISPR技術(shù)帶來了無窮的想象空間——人類也許能治愈HIV及其他逆轉(zhuǎn)錄酶病毒，或是清除隱藏在DNA中的致命性家族遺傳疾病。王艷麗說：“強(qiáng)大的CRISPR技術(shù)也并非萬無一失，基因編輯可能如愿消除某種疾病，卻也有可能誘發(fā)錯誤?！?br/>　　人類對于基因組乃至生命科學(xué)的了解仍只是冰山一角，王艷麗期望更多科研人員加入其中，并保持謙遜、謹(jǐn)慎的態(tài)度，持之以恒地投身科研，確保我們的世界最終能向著我們所期望的、健康、美好的方向改變。
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報》 2017-03-20 第6版 院所)