源之原味

新的启动需要使用 Crispr 诊断疾病

 

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新的启动需要使用 Crispr 诊断疾病

伊莲娜·莱西

在 2011年, 生物学家 珍妮弗 Doudna 和艾曼纽 Charpentier 发表了一篇划时代的论文, 介绍世界 Crispr.神秘的细菌蛋白家族有一个精确的片段 DNA 的天赋, 和 them—Cas9—has 的一个自启发了一个 生物技术投资亿美元热潮.Cas9 钳修复遗传缺陷的临床试验 才刚刚开始, 因此, Crispr 的治疗可能会在数年前到达世界。

但 Crispr 科技可能会在你医生的办公室里很快出现不要治疗困扰你的事, 而要诊断它。

今天, Doudna 与她在加州大学伯克利分校和 bioinformaticians 的实验室的研究人员一起发起了第一个用于检测致病 DNA 的商业 Crispr 平台。叫 猛犸生物科学, 初创公司正在开发护理点诊断测试, 通过使用 Crispr 来提取血液中循环的遗传物质、唾液或尿液, 比如, 一只蚊子留下的一些 Zika 病毒拷贝, 或者从一个癌细胞中的一些突变肿瘤。

他们并不是唯一致力于这种新 Crispr 能力的科学家, 但他们是第一个为公司提供资金的人。猛犸的首席执行官生物传感和它的五位创始人之一表示: "Crispr 的这些真正令人惊叹的特性, 人们已经很长时间没有意识到了。"亿万年的进化给了我们这些难以置信的蛋白质, 科学才刚刚开始表征。他们的目标是使用这些属性来设计疾病暴发前线和医院急诊室的诊断, 那些病人没有几天等待送样品到实验室进行测试的地方。

其中一种令人难以置信的蛋白质是 Cas12a, 以前称为 Cpf1。 一份发表在 科学 于2月, Doudna 和另外两位猛犸象共同创始人, 珍妮丝. 陈和卢卡斯. 哈林顿, 展示了 Cas12a 如何准确地识别人类样本中不同类型的人乳突病毒。就像 Cas9 一样, Cas12a 在 DNA 链上, 当它到达它的基因目标, 然后切片。但后来它做了一些 Cas9 不做的事情: 它开始把发现的任何单链 DNA 都切碎。

所以研究人员决定对核苷酸的渴求进行破解。首先, 他们计划 Cas12a 砍掉两株能引起癌症的 HPV。他们添加了它, 连同一个 "记者分子"-一个单链 DNA, 释放一个荧光信号, 当切割-测试管含有人类细胞。感染 HPV 的样品呈发光状;健康的人没有。

马丁不会透露哪些 Crispr 系统猛犸将使用, 只是说, 该公司是有信心的技术, 它已完全授权从加州大学伯克利分校。而且, 因为专利申请是秘密的头18月后, 他们被提交, 没有好的方法来确切地知道什么 Crispr 系统猛犸是使用。但随着陈、哈灵顿和 Doudna 都来了, 所有的迹象都指向 Cas12a。

这可能会带来一个问题, 因为广研所的冯张在2015年将基因编辑专利提交 Cas12a, 并授权他们 Editas 医学 从事人类疗法的工作。任何潜在的争议可能归结于蛋白质的预期用途。在 伯克利和广泛的 Cas9 之间持续的冲突, 美国专利和商标局裁定, 使用 Crispr 检测 DNA, 而不是编辑它, 构成了一个单独的有效的索赔。在 2016年, 该办公室发布了一项 Cas9 专利, 用于检测伯克利的驯鹿生物科学的核酸, 这是 Doudna 作为 Crispr 工具开发商共同创办的, 也提交了 Cas12a 专利。为什么它不太适合构建一个新的诊断平台尚不清楚。(Doudna 拒绝回答这个故事的任何问题)。

但还有其他迹象表明, 对 Crispr 的诊断能力的专利战可能永远不会到来。张的小组一直在努力使用另一种 protein—Cas13—to 检测疾病。 去年, 他们报道在 科学 他们的系统可以同时在一个样本中挑选出多种病毒, 如 Zika 和登革热。他们超越荧光的东西更实用: 一次性纸条。将它们浸泡在准备的样品中, 如果有病毒基因存在, 不需要实验室仪器或电力, 红色线就会出现。

该大人们表示, 它正在探索一项许可战略, 这将使测试--成本只有几美元--广泛提供, 特别是在发展中国家, 因为需要基于现场诊断的需求最为迫切。另一个研究小组在机构, 领导 病毒猎人 Pardis 萨贝提, 计划在今年晚些时候开始对该技术进行验证和基准测试, 在尼日利亚, 拉沙热暴发自1月以来已感染数以百计的人。如果这些情况顺利的话, 希望最终建立基础设施来测试人们首次出现症状时, 帮助公共卫生官员更好地跟踪和控制病毒。

"在过去的几年里, 我们已经做了很多关于拉沙的测序, 以了解它的演变, 现在我们在一个阶段, 我们可以利用所有的信息来设计这些真正的酷, 真正有区别的测试," 卡梅伦梅尔沃德说, 一个系统生物学家在广泛的帮助开发 的协议 使 Cas13-based 诊断工作没有任何花哨的仪器。"这些基因资源确实是让我们超越标准抗体测试, 这需要在实验室做的。

广泛的和猛犸象的方法需要更多的工作来证明他们的准确性, 然后通过监管的集合。但是一旦发生这种情况, 你就可以为任何事情设计一个测试了;这只是一个规划正确的基因指南的问题, 以获得 Crispr 其预期目标。设想多类型的 ER 患者的检测 细菌耐药性 在开出救生抗生素之前。或能够负担提供的测试, 每个育龄妇女在一个 Zika 感染区.或者将癌症筛查的次数提升到每年三、四、五次, 都是为了工艺啤酒的成本。

最后一个是猛犸的第一个业务秩序;公司专注于寻找合作伙伴。 液体活检空间, 把纸质测试带到考场里去。但总有一天, 他们希望能更有目的, 帮助农民追踪他们地里的根腐病, 或者用 DNA 条码来追踪水力压裂水进入含水层的流程。Crispr-Cas9 可能是家庭中第一个治愈人类疾病的人, 但它的堂兄弟可能是第一个拯救生命的。

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