2月王牌聚焦：生命科學明星技術推陳出新

春風拂面，生命科學近年來的明星技術也在本月再進一步：基因組測序技術推陳出新，通過多項新技術強強合作，掀起了新浪潮，而紅得發紫的CRISPR技術在專利案暫告一個段落之后，也獲得了本身技術上的新進展。

2月，一個國際研究小組在Nature上發表封面文章，將PacBio三代測序、Bionano光學圖譜、Hi-C技術等技術結合在一起，獲得了高質量染色體級別的藜麥參考基因組序列，這不僅為藜麥研究提供了更加完備的參考數據，找到了令這種食物產生苦味的基因，而且也為基因組測序領域帶來了風潮。

過去十多年間基因組測序令生物學研究的許多領域煥然一新，但隨著研究的深入，科學家們對基因組測序的要求越來越高，三代測序技術應運而生，并且通過將 Pacbio + BioNano + Hi-C + Illumina多級層組合在一起，科學家能從頭合成組裝出染色體水平的基因組，這將成為未來基因組測序的新標桿。

CRISPR專利案一波三折，雖然美國法院在其長達51頁的的裁決書中表示，“Broad研究院證明當事人聲明的是不同專利項目內容。Broad研究院提供了足夠的證據證明其專利主要為真核生物環境中的CRISPR-Cas9系統，沒有牽涉到加州大學UC聲明的相同發明，后者提出的是不限于任何環境的CRISPR-Cas9系統”。

但是故事還沒完，首先加州大學伯克利分校有兩個月的時間可以對美國專利商標局的裁決提出上訴。他們確實可能會這么做，其中一個關鍵問題在于如果他們的專利被通過，那么就會涵蓋包括真核細胞在內的基因編輯領域最有“錢”途的應用，例如產生新的農作物或用于人類治療。而且這兩個團隊也都在歐洲提交了類似的專利，目前仍在搶奪專利權。而且歐洲的裁決不一定會與美國專利局的裁決一致。

此外，大家的注意力都集中在Broad研究院-伯克利的專利之爭上，這是因為他們的專利范圍廣，對CRISPR-Cas9的大多數商業應用至關重要。但據瑞士的咨詢公司IPStudies表示，還有763個專利家族（Cas9相關專利組），其中一些具有對CRISPR-Cas9基因編輯某些方面的專利權。之后這些專利的持有者可能會申述這些權利。

另外一個原則在于這兩個研究組的專利都涉及的是CRISPR-Cas9的使用，依賴于Cas9酶來切割DNA。如果可以提出Cas9的替代品，那么就可以避開Broad研究院和伯克利的專利之爭了。

同時CRISPR技術本身也有不斷的改進，如David R. Liu研究組報道了利用不同PAM的基因工程和天然Cas9突變，實現了五個C到T（或G到A）的基礎編輯，增加了基因靶向的范圍。而且將編輯框從5個核苷酸縮小到1-2個核苷酸，增加了堿基編輯的精確度。

再比如來自韓國基礎科學研究所IBS的研究人員利用了一種CRISPR-Cas9的變體，獲得了具有單核苷酸差異的小鼠。

在某些情況下，僅僅一個核苷酸的差異都會造成嚴重的后果。科學家們能通過正確核苷酸替換錯誤核苷酸，來治愈這些疾病。但是要利用目前最熱門的基因編輯工具：CRISPR-Cas9進行單個核苷酸替換，在技術上存在挑戰。最新研究利用了一種CRISPR-Cas9的變體，獲得了具有單核苷酸差異的小鼠，這一重要的成果公布在2月27日的Nature Biotechnology雜志上。同期雜志上，中科院遺傳與發育生物學研究所的高彩霞研究組也在利用Cas9變體（nCas9-D10A）融合大鼠胞嘧啶脫氨酶（rAPOBEC1）和尿嘧啶糖基化酶抑制劑（UGI），構成了高效的植物單堿基編輯系統nCas9-PBE，成功地在三大重要農作物（小麥、水稻和玉米）基因組中實現高效、精確的單堿基定點突變。

在應用方面，紀念斯隆—凱特琳癌癥中心（MSK）的研究人員利用CRISPR-Cas9技術構建了更有效的CAR-T細胞，并在小鼠中增強了腫瘤抑制作用。這指出了CRISPR-Cas9技術在CAR-T細胞治療中的的潛力，有助于未來癌癥免疫療法的發展。

北京生命科學研究所的研究人員首次利用體外成熟的Cas9/sgRNA核糖蛋白復合物在病人特異性的隱性營養不良性大皰性表皮松解癥（Recessive dystrophic epidermolysis bullosa, RDEB）小鼠表皮干細胞實現了成體基因修復。