基因编辑技术CRISPR背后的无名英雄

　　当Blake Wiedenheft开始研究微生物时，他的工作目标遥远而模糊。他的博士研究项目是采集美国黄石国家公园的温泉样本，然后在实验室建立人工模型并研究生活在那些不宜居的水中的微生物。“我们希望了解生命如何在沸腾的强酸中生存。”他说。

　　

为CRISPR技术作出重要贡献的研究生博士后引人关注

当Blake Wiedenheft开始研究微生物时，他的工作目标遥远而模糊。他的博士研究项目是采集美国黄石国家公园的温泉样本，然后在实验室建立人工模型并研究生活在那些不宜居的水中的微生物。“我们希望了解生命如何在沸腾的强酸中生存。”他说。

随着时间推移，Wiedenheft对微生物如何规避病毒变得日益感兴趣。他阅读了相关资料，遇到了一个叫作CRISPR的特殊细菌免疫系统。2007年，他认识了加州大学伯克利分校分子生物学家Jennifer Doudna，发现后者和他有着同样的兴趣。Doudna邀请他加入了实验室。接下来的5年，Wiedenheft研究了CRISPR系统的结构和生化特征，并在《自然》杂志以第一作者形式发表了论文。

今天，CRISPR已经成为全世界范围内的分子生物学家众所周知的一个名字。研究人员在热切地使用该系统在生命王国中嵌入或删除基因组中的DNA序列。CRIPSR正被用于生成经过基因编辑的新作物品系以及未来有一天可用于治疗人类遗传疾病的疗法。Doudna和其他在该领域做出开创性工作的领衔研究人员已经成了科学领域的“明星”：他们的报道出现在新闻报纸、名人纪录片中，并有传言认为他们将是诺贝尔奖有力的竞争者。“当初进入实验室的时候，只有我一个人在研究CRIPSR。”Wiedenheft说，“但当我离开实验室的时候，几乎所有人都在研究它。”

然而，Wiedenheft远没有获得像导师一样的名气，其他坐着“冷板凳”辛苦工作从而让CRISPR基因编辑得以实现的研究生和博士后也是如此。他们当然也会从工作中有所收获，比如导师的支持和反馈以及令其他人垂涎的技能。但是当他们计划在这个竞争高度激烈的领域安身立命、转变为独立科学家时，却也碰到了过渡期中的阵痛。

荣誉“雷池”

CRISPR-Cas9基因编辑的历史已经成为一个存在激烈争议和高风险专利战争的话题。研究人员和研究所都在横冲直撞、野心勃勃地确保他们能够获得从学术论文到新话题的利益。“我收到了律师的很多电话，询问我在什么时候做了什么。”Wiedenheft说。

今年1月，麻省理工学院—哈佛大学布罗德研究所所长Eric Lander因为“CRISPR英雄”的描述而被卷入“雷池”，随后引来极大争议。一些人说，这个称号边缘化了一些研究人员的贡献，并指出该研究所被卷入了一场谁发明了CRISPR-Cas9的专利纷争。

但是对于波士顿哈佛大学医学院遗传学家、该领域先驱之一George Church来说，看到将关键发现归功于他本人而不是他的博士后和研究生让他感到心情沉重。“Eric提到我的名字太多次了。”Church说。

Lander表示，在“英雄”的故事中，并没有有意为之的轻视。对于关键文章中的数十名其他共同作者，他非常谨慎。“但是我不知道如何收集材料以及通过9页纸来讲故事。”他补充说，如果这篇文章确实有什么，那就是扩大了CRISPR的聚光灯范围：当时，大多数讨论主要聚焦于该领域的3名主要贡献者，而他的文章则突出了17名主要参与者，并承认还有其他很多人。

尽管有其导师的强烈倡议，但是CRISPR背后年轻发现者得到的关注度仍然过少。Church实验室的年轻研究人员赞扬导师坚定的支持，还有他给实验室带来的独特研究氛围。Doudna也强烈支持她所辅导的科研人员。“让年轻科学家得到他们应得的荣誉非常重要。”她说，“他们确实在推动科学事业的发展。”除此之外，学术论文通常也会说明每位作者对研究的贡献。

但是那些细节经常会被错过，因为广泛来讲，科学领域的荣誉会归功于实验室的领导人，而随后而来的奖项也是如此。“这是这套体系运行的方式，我接受我在这个系统内的角色。”Doudna实验室的另一名成员Martin Jinek说。

有时，人们可能会注意到第一作者，但却是以一种毫无意义的方式，Doudna实验室此前的一名研究生、现在担任加州伯克利卡里布生物科学公司总裁的Rachel Haurwitz说：“他们可能会说那是‘Martin Jinek在2012年的论文’，但是没人知道Martin Jinek是谁。”

弄潮前沿

对于很多处于职业早期的科学家来说，在这样一个炙热的领域作研究具有明显优势。作为一名生物工程领域的博士后，Prashant Mali曾帮助Church实验室启动CRIPSR项目。他是2013年该实验室发表的一篇相关论文的共同作者之一，该文章展示了CRIPSR-Cas9可用于人体诱导干细胞基因组编辑。

这项发现让CRISPR热潮达到最高点，随后Mali在当年年底就借着这股热潮走进了就业市场。“我确实获得了很多认可。”他说。最终他在加州大学伯克利分校尘埃落定，并继续研究干细胞发育以及开发基于CRISPR的工具。

他承认这一领域的激烈竞争是必须付出的小代价。他的实验室刚成立一年半，在这个竞争环境中仍然过于幼小，但他表示，竞争是不可避免的。“很明显，肯定会有很多好想法出现重合。”

CRISPR也向Luhan Yang打开了大门，Yang也是Church实验室2013年在《科学》上发表论文的共同作者之一。在文章发表后不久，该实验室就被若干名研究器官移植的研究人员签约。他们希望知道基因编辑是否可以用于编辑猪的器官，以避免引发人体内的免疫应答。Yang抓住了这一机会。

猪基因是逆转录病毒基因的温床，因为担心这些逆转录病毒可能在人类宿主中被重新激活，很多研究人员在20世纪90年代末期离开了这一研究领域。Yang推理认为逆转录病毒测序彼此之间如此相似，通过一项CRISPR-Cas9实验或许就可以立即敲掉它们。她和另外3位共同作者现在拥有针对单个CRISPR-Cas9实验的全世界最大的测序数量：62。

目前，Yang正在筹集资金与Church共同成立一家叫作eGenesis的公司，从而进一步推动相关研究。“George经常给我提供机会锻炼领导能力。”她说。

扩大领奖台

在与Church实验室相隔的查尔斯河对面，研究生Le Cong与导师、布罗德研究所生物工程学家Feng Zhang正在深夜里并肩工作，他们在哺乳动物细胞内进行CRISPR基因编辑。当Cong加入进来时，Zhang仍是一名刚建立实验室的青年科学家。当他们开始进行CRISPR项目时，Cong负责检测酶和反应条件，设法了解它们是否可在人体细胞内发挥作用，那时这些工作距离成功非常遥远。

但是Cong愿意冒险。他和Zhang此前曾利用另外一种不同的基因编辑技术TALENs，并将其用于哺乳动物细胞，他认为即便CRISPR项目失败了，他依然能够因为早期的研究正常毕业。不过，他永远不需要尝试那种可能性了。

2013年，Cong和研究生同事Fei Ann Ran作为共同作者，在《科学》上发表的一篇论文表明，该系统可以在哺乳动物细胞内发挥作用，这篇文章与Mali、Church团队的成果发表于同一时间。

正因为如此，Cong得到的建议是，他可以跳过博士后阶段，直接走上教职岗位。但他担心这样做可能会限制他的发展，他可能会被别人打上“CRISPR学者”的标签。“我觉得这样的标签会让我不舒服。”他说，“我希望自己不仅可以开发技术。”取而代之的是，他选择了另一个博士后领域，现在他正在开始教师工作，并计划实验室将研究过敏和自免疫紊乱。

Cong表示，对于自己被排除在媒体对CRISPR的大篇幅报道之外，而报道焦点则以Zhang为中心，他并没有怨言。“我认为我也得到了认可。”他说，而且Zhang在科学界对他也非常慷慨无私，给予他很多支持和荣誉，并鼓励Cong接替他的位子。

当然，CRISPR背后有着许许多多这篇文章难以涵盖的无名英雄。然而，在这一领域之外，溢美之词和各种荣誉仍旧是围绕着首席科学家。“我们需要建立新的方式，扩大领奖台。”Lander说，“科学发现仅归功于一个或者两三个人的观点过于迂腐。”（晋楠）

《中国科学报》 (2016-08-24 第3版 国际)