|
一道蒸凤爪刚上桌，还在学步期的孩子就拿起筷子调皮地敲打起来。位于波士顿唐人街喧闹的餐厅里，这个穿着Polo衫和牛仔裤的男人跟妻子、母亲还有年幼的女儿享用着点心，没有人多看他一眼。 这个男人，现年34的张锋，公认的同一代中最具革命性的生物学家。一个手握两项重大技术突破，有望在不久的将来向诺贝尔奖发起双重冲击的学术精英。 没人知道，他的发现可能给自闭症、精神分裂甚至癌症、失明带来治愈的希望；也没人知道，他开发的一项遗传学工具或许将开启“定制婴儿”的反乌托邦时代，引起全球轰动。 张锋11岁随母亲离开中国，在爱荷华州得梅因定居。几年后，还是高中生的他常会在一家基因疗法实验室加班加点，让母亲在车里等上好几个小时。 张锋16岁时获得Intel Science Talent Search奖第三名 读研究生时，以他为关键成员之一的团队就解决了如何点亮脑神经元的问题，使科学家能够解开哪些神经回路控制哪些行为的谜团，从而搜寻如精神分裂症和双相情感障碍等精神疾病的根源所在。 短短几年后，张锋成为跻身世界前列的生物学家，原因是一个新发现：如何快速、简便、有效地编辑动植物（包括人类）的基因组。 该工具已被广泛用于使实验室研究，比如帮助人体细胞抵御艾滋病病毒感染；治愈小鼠的肌肉萎缩症、白内障和遗传性肝病；改良水稻、西红柿、橙子、烟草和小麦等农作物。但它也可用于改造人类卵子、精子和胚胎内的基因，令人不禁担忧，将来的父母会像选择雷克萨斯的配置一样选择婴儿特征，如个性、运动能力、外貌等。 这项名为CRISPR-Cas9的技术迅速催生了三家已经融资数亿美元的公司，也为分子生物学开启了一个新的时代。CRISPR的开发究竟有多少张锋的功劳，这还是一场专利争夺恶战的焦点，但如果他和布罗德胜出，他将成为MIT富有的科学家创业者群体的一员。 RNA介导的CRISPR-Cas9剪切系统 生命也许是可编程的 在得梅因，中学生物课意味着解剖散发着甲醛臭味的青蛙。但一个分子生物学的周六强化班将张锋解救了出来。教员知道，要让一群青少年坐得住，一个可行的办法就是给他们看《侏罗纪公园》。 “我的父母都是学计算机的，所以我一直都对编程感兴趣，”张锋回忆说。1993年的那部电影中，狂妄自大的研究人员将恐龙跟青蛙的DNA混合在一起，复活了这种已经灭绝的爬行动物，“它告诉我，生物学也可能是一个可编程的系统。” 这在他的心中播下了一颗种子。他意识到，一个生物体的遗传指令应该可以被覆写，使其遗传特性得到改变，就像写计算机代码那样。 另一次经历对他的影响更为深远。 一个和他关系很好的同学患上重度抑郁，张锋花了几个小时试图帮助他，确保他不会自杀。但这位朋友深陷抑郁的深渊之中，令张锋无能为力。最后这人不得不从哈佛休学一年。张锋深受触动，于是开始投身于为精神疾病寻找更好的治疗手段。 爱因斯坦以在短短一年之内发表五项令人绞尽脑汁的发现而著称。而当时的张锋正要踏上一段几乎同样高产的旅程。 2004年6月从哈佛大学毕业后，张锋就前往斯坦福大学读研究生，加入神经科学教授卡尔·戴瑟罗特的实验室，和研究生埃德·博伊登一道，三人发明了光遗传学。 博士学位到手后，张锋“开始思考如何以一种简便的方法为动物插入基因，”跟他的光遗传学的实验原理类似，但要对每一种动物、每一种基因都适用。2009年，他受邀加入哈佛学会，开始研究当时领先的基因编辑技术。 2011年2月，一名访问学者在布罗德顾问委员会一次会议上的介绍涉及到一种名为CRISPR的免疫系统的细菌基因组。这一奇怪的缩写立即引起了张锋的好奇心。由于CRISPR可以消灭“让酸奶变味”的病毒， “这个领域的焦点是利用CRISPR来做出更好的酸奶。”张锋的目标更加远大。“我们想知道，‘能不能让它在人类细胞中发挥同样的作用？’”他回忆说。 发了疯一样地工作 “最初只有张锋和我两个人，我们发了疯一样地工作，”丛乐说。两位科学家花了几个月的时间测试Cas9酶，具体就是监测它们是否进入人类细胞的细胞核。 他们常常工作到晚上11点甚至更晚。休息的时候就吃日本拉面、中餐外卖或墨西哥卷饼，有一次还混入张锋居住公寓楼举行的派对，并尝试了他们人生中的第一杯龙舌兰酒。 到2012年的春天，他们掌握的数据也已足够攒出一篇论文。 “我想等到可以拿出一篇非同凡响的论文，而不只是冲着‘第一’这个名号。”他说。但竞争是存在的。2012年6月，另一科学家小组报告，他们使用CRISPR-Cas9切割了试管中的靶DNA序列，并在《科学》期刊发表论文。 张锋也没觉得自己被人抢先一步，他说：许多生化手法在试管中可行，但放到人类细胞中就失效了。因此，张锋团队一直兢兢业业地积累数据，以证明他们的系统不仅可以靶向人类和小鼠细胞内的基因，还可以一次编辑多个基因。 最终，张锋研究小组的论文于当年10月5日提交给《科学》期刊，2013年1月初在线上发表。 CRISPR正在改变我们做科研的方式 —菲利普·夏普，麻省理工学院生物学家，诺贝尔奖得主 张锋的突破打开了一扇闸门：标题中含“CRISPR”的科研论文数量从2012年的90篇激增至今年的741篇。这其中也有张锋的功劳：他一直在通过一家名为AddGene的非营利机构，向世界各地的生物学家分发遗传物质等材料，称为试剂。 今年4月，中国科学家报告利用CRISPR编辑了通过体外受精创造的无活性胎的基因组，立刻引起轰动。美国国家科学院将于下月就基因组编辑召开国际峰会，探讨它的前景、风险与监管需求。 10月，张锋向美国国家科学院描述了自己的研究成果，并强调，他的实验室以及他与人联手创立的Editas Medicine公司正在开发针对非生殖系细胞的CRISPR疗法，如编辑血细胞基因，以治愈镰状细胞病等。一次改变一名患者的可能性，已经足具革命性。 “这个实验室里什么都要快一拍” 张锋最显著的特点是他的工作效率。自2013年发表突破性的CRISPR论文以来，他又发表了38篇论文。他的实验室一直亮灯到深夜。 在认识一个点子的潜力方面，张锋有一种不可思议的能力。今年5月，一名出席布罗德基因组工程会议的科学家提到，有些细菌可能会使用Cas9以外的其它DNA切割酶。随后，张锋便和他的一个研究生贝恩德·齐泽开始研究。 到9月，他们就发表了一篇论文，描述一个可编辑人类和其他基因组的新分子剪刀家族中的一些成员。“不知怎么的，这个实验室里什么都要快一拍。”齐泽说。 虽然张锋以CRISPR而闻名，但他只将其看作达到目的的一个手段，而他的真正目的就是利用遗传学，理解并最终治愈精神疾病。驱使他前进的，正是使自闭症、抑郁症、精神分裂症等严重疾患得到真正改观的可能性。 “如果世界不知道你实现了一个巨大突破，那么从实用意义上说就还不算是突破。”他告诉他的同事们。 Source ： 《STAT》 本文由造就|翻译 整理，其他媒体如有转载需求请留言征询，谢谢！ 发现最有创造力的思想 投稿请邮件:alisawang@xingshuchina.cn |
|
|
