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张锋教授登上《时代周刊》封面:编辑基因组的下一代领袖
张锋教授登上《时代周刊》封面:编辑基因组的下一代领袖
来源:药明康德 | 10/24/2016 9:55:52 AM | 浏览:581 | 评论:0

  在最新的一期《时代周刊》上,华人学者张锋教授作为“下一代领袖”(Next Generation Leaders)之一,登上了封面。《时代周刊》挑选他入榜的理由是“用改造生命的技术,改变了科学”。

张锋教授登上《时代周刊》封面:编辑基因组的下一代领袖

  “下一代领袖”是《时代周刊》自2014年起的一项评选活动,旨在寻找全世界在科学、艺术、体育等不同领域具有杰出领导能力的年轻人。而张锋教授是本次入选该榜单的唯一一名生命科学家。

  入选榜单时,他只有34岁。

  少年的科学梦想

  这名生命科学领域的年轻领袖,在美国中部的一个小城市起步。

  在业内资深新闻网站STAT的一次采访中,张锋教授和他的母亲都回忆起了一个秋夜发生的故事——那天回家的路上,母子俩被漫天的落叶所深深吸引。这些秋叶在发芽生长的几个月后,逐渐老去和死亡,留下了生命中最后的一抹亮色。在车上,母子俩聊起了生命的短暂。是的,生命很容易就会消逝。很快,连存在过的痕迹都会难以辨识。“我想要尽力改变些什么东西,这对我来说很重要”,张锋教授说道。

张锋教授登上《时代周刊》封面:编辑基因组的下一代领袖

▲张锋教授对生命科学的兴趣由来已久(图片来源:STAT)

  很快,年轻的张锋在自己的身边找到了兴趣点——他的父母都是计算机科学专业,这让张锋对编程产生了兴趣。而1993年上映的《侏罗纪公园》,让张锋意识到,生物体原来也是一个可以编辑和控制的系统。

  上高中时,张锋与他的同学们得到了在一家主攻基因疗法的实验室学习的机会。在那里,张锋从零起步,学会了如何将来自水母的绿色荧光蛋白基因,转移到另一个生物的细胞内,并让它顺利工作。“它们发光了!”尽管已过去了20多年,但当回忆起实验成功的那一刻,张锋教授还是难掩兴奋。

  凭借在这个实验室做出的一个遗传学课题,张锋获得了2000年的“英特尔科学奖”全美第三名。高中毕业后,他获得了哈佛大学的全额奖学金,前往波士顿继续学习。很快,在著名华人学者庄小威教授的帮助下,张锋与其他几名研究人员一道,帮助解释了流感病毒进入细胞的方法。他所利用的技术,正是自高中时就驾轻就熟的绿色荧光蛋白。

  人们往往把这称为命中注定:他的每一步,都像是为之后所做的铺垫。一颗学术之星,也正在冉冉升起。

  诺贝尔奖级别的发现

  在斯坦福大学Karl Deisseroth教授(光遗传学奠基人之一)的课题组获得博士学位,并在哈佛大学George Church教授的实验室完成博士后训练后,张锋成了布罗德研究所(Broad Institute)最年轻的科研负责人。这家附属于麻省理工学院和哈佛大学的机构一共有8名核心成员,张锋也是其中之一。

  张锋教授登上《时代周刊》封面:编辑基因组的下一代领袖

▲张锋教授是布罗德研究所最年轻的课题负责人(图片来源:MIT)

  在那里,张锋教授显示出了卓越的眼光。“他总是能发现具有潜力的想法”,他的同事们在一次采访中曾这样说道。自然,像CRISPR-Cas9基因编辑系统这样充满变革能力的技术,也不会被张锋教授的慧眼所忽略。

  最初,CRISPR-Cas9系统仅仅是特定细菌体内用来抵御病毒感染的“免疫系统”,然而包括张锋教授在内,许多科研人员都意识到,这一系统有望用于精确、快速的基因编辑。2012年,Jennifer Doudna教授与Emmanuelle Charpentier教授在《科学》杂志上发表文章,确认CRISPR-Cas9系统在体外实验中能“定点”对DNA进行切割。两个月后,Virginijus Siksnys教授在《PNAS》杂志上发表了类似的研究。这些论文也表明CRISPR-Cas9系统作为基因编辑工具的巨大潜力。

张锋教授登上《时代周刊》封面:编辑基因组的下一代领袖

▲许多业内人士认为,Doudna教授、Charpentier教授与张锋教授有望因在CRISPR-Cas9系统上的杰出贡献而获得诺贝尔奖(图片来源:PLOS)

  这离CRISPR-Cas9系统的进一步应用只差临门一脚:科学家们需要证实,这项来源于细菌的基因编辑系统,同样能应用于人体。这可是个大胆的假设。要知道,两者的基因组复杂程度有着云泥之别。

  然而张锋教授与他的团队做到了。2013年,张锋教授在《科学》杂志上发表了一篇重磅研究:他们首次在哺乳动物内应用了CRISPR-Cas9系统,并确认它能在几周内建立起小鼠的疾病模型。此外,张锋团队也首次在人体细胞内成功地用CRISPR-Cas9系统完成了基因编辑。

  这些发现带来了CRISPR-Cas9系统的巨大变革。它让科学家们能够完成先前不敢设想的工作。如今,我们有望能清除每一个受感染细胞中的艾滋病病毒,或是治疗镰刀状红细胞贫血症等经典的遗传疾病。甚至,科学家们已经畅想利用它来攻克癌症的可能。此外,它也能在植物的基因组中得到应用。这能带来全新的生物能源,或带来性状更稳定的作物。

  今年6月,CRISPR-Cas9技术已被美国国立卫生研究院(National Institutes of Health, NIH)正式批准用于人体基因编辑 。宾州大学的Carl June教授等人希望利用CRISPR-Cas9技术移除癌症患者T细胞的多个基因,从而激活T细胞,用来治疗癌症。而Nature也报道说华西医院的卢铀教授的团队在8月开展了史上首例CRISPR-Cas9系统在人体中的应用,用于肺癌患者的治疗。

  一个崭新的领域开启了。

  本次入选“下一代领袖”,正是《时代周刊》对张锋教授在如此年轻的前提下,做出如此重量级贡献的肯定。正如张锋教授所言,无论是对他个人,还是对科学,一切就这样改变了。我们有了精确编辑DNA的能力,这对医学、基础生物研究或是植物生物学,都有着重要的加速和催化作用。

  我们恭喜张锋教授能够入选该榜单,并登上《时代周刊》封面。也祝愿在诸多科研人员的努力下,CRISPR-Cas9系统能够给患者们带来更多治疗的选择,造福人类的健康。

  参考资料:

  [1] The Editor of Life’s Building Blocks

  [2] Meet one of the world’s most groundbreaking scientists. He’s 34.

 

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