2月王牌聚焦：生命科学明星技术推陈出新

春风拂面，生命科学近年来的明星技术也在本月再进一步：基因组测序技术推陈出新，通过多项新技术强强合作，掀起了新浪潮，而红得发紫的CRISPR技术在专利案暂告一个段落之后，也获得了本身技术上的新进展。

2月，一个国际研究小组在Nature上发表封面文章，将PacBio三代测序、Bionano光学图谱、Hi-C技术等技术结合在一起，获得了高质量染色体级别的藜麦参考基因组序列，这不仅为藜麦研究提供了更加完备的参考数据，找到了令这种食物产生苦味的基因，而且也为基因组测序领域带来了风潮。

过去十多年间基因组测序令生物学研究的许多领域焕然一新，但随着研究的深入，科学家们对基因组测序的要求越来越高，三代测序技术应运而生，并且通过将 Pacbio + BioNano + Hi-C + Illumina多级层组合在一起，科学家能从头合成组装出染色体水平的基因组，这将成为未来基因组测序的新标杆。

CRISPR专利案一波三折，虽然美国法院在其长达51页的的裁决书中表示，“Broad研究院证明当事人声明的是不同专利项目内容。Broad研究院提供了足够的证据证明其专利主要为真核生物环境中的CRISPR-Cas9系统，没有牵涉到加州大学UC声明的相同发明，后者提出的是不限于任何环境的CRISPR-Cas9系统”。

但是故事还没完，首先加州大学伯克利分校有两个月的时间可以对美国专利商标局的裁决提出上诉。他们确实可能会这么做，其中一个关键问题在于如果他们的专利被通过，那么就会涵盖包括真核细胞在内的基因编辑领域最有“钱”途的应用，例如产生新的农作物或用于人类治疗。而且这两个团队也都在欧洲提交了类似的专利，目前仍在抢夺专利权。而且欧洲的裁决不一定会与美国专利局的裁决一致。

此外，大家的注意力都集中在Broad研究院-伯克利的专利之争上，这是因为他们的专利范围广，对CRISPR-Cas9的大多数商业应用至关重要。但据瑞士的咨询公司IPStudies表示，还有763个专利家族（Cas9相关专利组），其中一些具有对CRISPR-Cas9基因编辑某些方面的专利权。之后这些专利的持有者可能会申述这些权利。

另外一个原则在于这两个研究组的专利都涉及的是CRISPR-Cas9的使用，依赖于Cas9酶来切割DNA。如果可以提出Cas9的替代品，那么就可以避开Broad研究院和伯克利的专利之争了。

同时CRISPR技术本身也有不断的改进，如David R. Liu研究组报道了利用不同PAM的基因工程和天然Cas9突变，实现了五个C到T（或G到A）的基础编辑，增加了基因靶向的范围。而且将编辑框从5个核苷酸缩小到1-2个核苷酸，增加了碱基编辑的精确度。

再比如来自韩国基础科学研究所IBS的研究人员利用了一种CRISPR-Cas9的变体，获得了具有单核苷酸差异的小鼠。

在某些情况下，仅仅一个核苷酸的差异都会造成严重的后果。科学家们能通过正确核苷酸替换错误核苷酸，来治愈这些疾病。但是要利用目前最热门的基因编辑工具：CRISPR-Cas9进行单个核苷酸替换，在技术上存在挑战。最新研究利用了一种CRISPR-Cas9的变体，获得了具有单核苷酸差异的小鼠，这一重要的成果公布在2月27日的Nature Biotechnology杂志上。同期杂志上，中科院遗传与发育生物学研究所的高彩霞研究组也在利用Cas9变体（nCas9-D10A）融合大鼠胞嘧啶脱氨酶（rAPOBEC1）和尿嘧啶糖基化酶抑制剂（UGI），构成了高效的植物单碱基编辑系统nCas9-PBE，成功地在三大重要农作物（小麦、水稻和玉米）基因组中实现高效、精确的单碱基定点突变。

在应用方面，纪念斯隆—凯特琳癌症中心（MSK）的研究人员利用CRISPR-Cas9技术构建了更有效的CAR-T细胞，并在小鼠中增强了肿瘤抑制作用。这指出了CRISPR-Cas9技术在CAR-T细胞治疗中的的潜力，有助于未来癌症免疫疗法的发展。

北京生命科学研究所的研究人员首次利用体外成熟的Cas9/sgRNA核糖蛋白复合物在病人特异性的隐性营养不良性大疱性表皮松解症（Recessive dystrophic epidermolysis bullosa, RDEB）小鼠表皮干细胞实现了成体基因修复。