生命科学前沿技术有哪些（改写生命密码诺奖所说的）

生命科学前沿技术有哪些（改写生命密码诺奖所说的）2009年，第一代基因编辑技术出现了，它依靠的是从黄单胞杆菌里发现的一种新型蛋白质，叫作类转录活化因子（TALEs）。这些蛋白质与锌指核酸酶的构造非常类似：它们都是由多个重复片段组成，每个片段识别特定的DNA序列。区别在于：每个锌指核酸酶的手指识别三个DNA碱基，而每个类转录活化因子的片段可以识别单个DNA碱基。这使得科学家很容易推断出哪个片段识别哪个DNA碱基，于是他们可以重新编辑，使其识别更长的DNA序列。在锌指核酸酶中，这项工作听起来简单，实际上困难；但在类转录活化因子中，它的确很简单。摘编丨安也以下内容经湖南科学技术出版社·原力授权节选自《破天机：基因编辑的惊人力量》，较原文有删节修改，标题为编者所加，非原文所有。《破天机：基因编辑的惊人力量》，[美]詹尼佛·A.杜德娜、[美]赛缪尔·H.斯坦伯格著，湖南科学技术出版社·原力 2020年11月。作者丨[美]詹尼佛·A.杜德娜 赛缪尔

今年的诺贝尔化学奖史无前例首次同时颁发给两位女科学家——马克斯·普朗克感染生物学研究所主任伊曼纽尔·夏彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和加州大学伯克利分校的生物化学家詹尼佛·A.杜德娜（Jennifer A. Doudna）。她们因在基因编辑研究领域做出的卓越贡献而获奖。

10月7日，2020年诺贝尔化学奖揭晓，法国科学家伊曼纽尔·夏彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和美国科学家詹尼佛·A.杜德娜（Jennifer A. Doudna）获得了这一奖项。

据介绍，夏彭蒂耶和杜德娜利用CRISPR-Cas9“基因剪刀”，以极高的精度编辑了动物、植物和微生物的DNA。来自诺奖官网的消息显示，这项技术对生命科学产生了革命性的影响，可以帮助研究者开发新的癌症疗法，并使治愈遗传疾病的梦想成为现实。

到底什么是基因编辑？基因编辑之于我们有何种意义？我们应该如何看待基因编辑？它拥有着怎样的过去和未来？基因编辑研究的背后又有哪些惊心动魄的故事？在詹尼佛·A.杜德娜和塞缪尔·H.斯坦伯格所著的《破天机：基因编辑的惊人力量》一书中，我们或许可以得到这些问题的答案。这本即将于11月出版中文版的著作中，身为CRISPR技术先驱的杜德娜与亲历者斯坦伯格，回顾了基因编辑技术的发展史，展望了未来的发展趋势，并梳理了相关社会与伦理议题。

以下内容经湖南科学技术出版社·原力授权节选自《破天机：基因编辑的惊人力量》，较原文有删节修改，标题为编者所加，非原文所有。

《破天机：基因编辑的惊人力量》，[美]詹尼佛·A.杜德娜、[美]赛缪尔·H.斯坦伯格著，湖南科学技术出版社·原力 2020年11月。

作者丨[美]詹尼佛·A.杜德娜 赛缪尔·H.斯坦伯格

摘编丨安也

2009年，第一代基因编辑技术出现了，它依靠的是从黄单胞杆菌里发现的一种新型蛋白质，叫作类转录活化因子（TALEs）。这些蛋白质与锌指核酸酶的构造非常类似：它们都是由多个重复片段组成，每个片段识别特定的DNA序列。区别在于：每个锌指核酸酶的手指识别三个DNA碱基，而每个类转录活化因子的片段可以识别单个DNA碱基。这使得科学家很容易推断出哪个片段识别哪个DNA碱基，于是他们可以重新编辑，使其识别更长的DNA序列。在锌指核酸酶中，这项工作听起来简单，实际上困难；但在类转录活化因子中，它的确很简单。

研究人员转而探索这种新技术。类转录活化因子的编码序列一经破解，三个实验室就把类转录活化因子与锌指核酸酶的剪切模块融合，创造出了类转录活化因子核酸酶（简称TALENs）。类转录活化因子核酸酶在细胞内引发基因编辑的效果非常惊人，科学家对它做了某些设计上的改进，更方便了它们的构建和使用。

就在人们发现类转录活化因子核酸酶并用于基因编辑不久，最新的（也许是终极的）基因编辑技术出现了。这项技术叫作CRISPR⸺正是在这里，我的故事跟基因编辑的故事衔接了起来。基因编辑技术经历了漫长的发展历史，但它马上要进入一个激动人心的新时代。

我们应该如何看待基因编辑？

科学家可以使用强大的生物技术来修饰活细胞里的DNA，甚至改造这个星球上所有物种的遗传密码。在诸多基因编辑的工具中，最新，也可能是最有效的，当属CRISPR-Cas9（简称为CRISPR）。有了CRISPR，生物体的基因组就变得像文本一样可以被编辑。

只要科学家知道了某个性状的基因，我们就可以利用CRISPR在它的基因组中插入、编辑或删除该基因。这比目前其他任何基因操作技术都更简单有效。

DNA——生命的语言。

科学家利用CRISPR制造出了一种“基因增强版”的小猎犬，它肌肉发达，像是犬类里的施瓦辛格，而科学家改变的只是参与控制肌肉形成的基因的一个碱基对。在另一个例子里，通过抑制猪的身体里对生长激素起反应的基因，研究人员制造出了迷你猪，它大小接近家猫，可以作为宠物出售。科学家也在陕北山羊身上进行了类似的实验，使用CRISPR编辑了它的基因组，同时提高了肌肉含量（这意味着更多的肉）与含毛量（这意味着更多的山羊绒）。通过CRISPR，遗传学家已经把亚洲象改造得越来越象猛犸象，或许有朝一日会复原这种已经灭绝的动物。

与此同时，在植物界，CRISPR也已经被广泛用于改造农作物的基因组。这为农业革命铺好了道路，将进一步显著提高人们的饮食质量，确保世界粮食安全。通过基因编辑，科学家已经制造出了抗病水稻、晚熟番茄、脂肪酸水平更健康的大豆，以及含有更少神经毒素的土豆。在实现这些目标的时候，食品学家并没有依赖杂交技术，而只是稍微调整了植物基因组的少数几个碱基对。

在实验室培养的人类细胞里，这种新的基因编辑技术已经纠正了许多遗传病，包括囊状纤维化、镰状细胞病、某些形式的眼盲、重症复合免疫缺陷等。利用CRISPR，科学家可以从人类DNA的32亿个碱基对中发现，继而更正单个基因突变——这已经很令人惊叹了，但是它还可以完成更复杂的修饰。研究人员已经纠正了杜兴氏肌肉萎缩症患者身上的突变基因，从而治愈了疾病。在一个血友病的案例中，研究人员利用CRISPR对患者身上发生颠倒的50多万个DNA碱基对进行了精确调整。CRISPR也可以用于治疗艾滋，比如，从患者受感染的细胞中切除病毒的DNA，或者编辑患者的DNA，避免更多细胞受到感染。

基因编辑在临床应用上的可能远不止于此。由于CRISPR允许我们精准、直接地进行基因编辑，每一种遗传病——只要我们知道它的突变基因——理论上都可以得到治疗。事实上，医生已经开始使用改造的免疫细胞治疗癌症，这些免疫细胞携带着增强版的基因，可以更好地消灭癌细胞。虽然CRISPR离大规模临床应用还有一段路要走，但它的潜力毋庸置疑：基因编辑有望提供新的治疗方案，甚至挽救生命。

CRISPR技术的影响不止于此，除了治疗疾病，它也可以预防疾病。它简单有效，甚至可以用来修饰人类的生殖细胞系（germline），从而影响后代的遗传信息。不必怀疑，这项技术有朝一日会被用于改造人类的基因组，长久地改变人类的遗传物质，虽然我们目前还不知道这一天何时到来。

一开始，我认为要把这些讨论留给受过专业生物伦理学训练的人，自己继续投身于火热的生物化学研究。但与此同时，作为这个领域的开拓者之一，我感到有责任参与讨论这个话题：这些技术可能如何被使用，应当如何被使用。尤其是，我希望更多的人参与这个讨论，不仅仅是科研人员和生物伦理学者，也包括其他利益相关群体，包括社会科学家、决策者、宗教领袖、管理人员，以及普罗大众。鉴于这项科技进展会影响到全人类，我们有必要让社会各界人士都参与进来。更重要的是，我感到了开始这种对话的紧迫性，如果等这些技术已经开始应用了再试图加以约束，恐怕为时已晚。

基因编辑迫使我们直面这个棘手的问题：改造人类遗传物质的界限何在？有人认为，一切形式的遗传改造都是邪恶的，违背了神圣的自然规律，伤害了生命的尊严；另一些人认为，基因组只是“软件”——我们当然可以修改、清理、更新、升级它们，他们更进一步争辩道，让人类受制于有缺陷的遗传信息不仅有违理性，也有悖道德。基于这些考虑，我们倡议禁止在人类胚胎中进行基因编辑，而其他人则提议科学家放下顾虑，勇往直前。

我们不能忽视了基因编辑给我们——特别是对遗传病患者——提供的无比珍贵的医疗机遇。试想，假如有人知道了他/她携带着一份突变版本的HTT基因（这意味着他/她肯定会患上早发性失智症），如果他/她能够提前获得基于CRISPR的治疗，在症状发作之前就剔除突变的DNA，这会免去多少痛苦——而这种治疗手段在以前是无法想象的。因此，虽然我们还在辩论是否应当对生殖细胞进行基因编辑，但我们也很小心地避免让公众对CRISPR产生敌意，甚至反对基因编辑技术的临床应用。

Cas9的功能究竟是什么？

Csn1蛋白质的名字几经演变，最终，在2011年夏天，确定为Cas9。在我追踪Cas9相关研究的时候，虽然它变来变去的名字带来了一些麻烦，但是我从未怀疑过它的重要性。罗多尔·巴兰高和菲利普·霍瓦特在2007年的研究表明，如果使cas9基因失活，嗜热链球菌抵抗病毒入侵的能力会下降。此外，约西亚娜·加诺和席尔万·莫伊诺发现噬菌体基因组在CRISPR免疫反应过程中被切开之后，又进一步表明，如果使cas9基因失活，CRISPR就不会摧毁病毒的DNA。

与之类似，在埃马纽埃尔（埃马纽埃尔·卡彭蒂耶，Emmanuelle Charpentier）使用化脓链球菌的实验中，cas9基因失活会导致CRISPR转录出的RNA分子残缺，并降低整体的免疫水平。最终，在2011年秋季，由维尔日尼胡斯·塞尼相克斯实验室和丹尼斯克公司的罗多尔·巴兰高、菲利普·霍瓦特共同完成的研究显示，cas9基因是嗜热链球菌中对于抗病毒反应的一个必需的cas基因。

CRISPR的RNA分子与Cas蛋白质靶向锁定病毒DNA。

随着我对Cas9的了解越来越多，我也越来越意识到Cas9在II类CRISPR免疫反应的DNA摧毁阶段可能扮演了关键角色。起码，在链球菌属里，它是一个必需基因，但是我们有理由认为，II类系统中的每一个关键成分在其他系统里都同样重要。不过，Cas9的功能究竟是什么，我们仍然不清楚。

马丁（捷克博士后科学家马丁·耶奈克，Martin Jinek）、我和埃马纽埃尔，进行了一次Skype网络电话会议，开始商议Cas9实验要采取的策略。安排这次会议颇费周章：埃马纽埃尔当时在瑞典北部的于奥默大学（Umeå University），比美国太平洋时间早了10个小时，而她实验室里领衔CRISPR课题的是克日什托夫·切林斯基（Krzysztof Chylinski），在维也纳大学工作，这是埃马纽埃尔先前的工作机构。总之，这是一个相当国际化的合作团队：一位人在瑞典的法国教授，一个在奥地利的波兰学生，一个德国学生，一个捷克博士后，以及一位在伯克利的美国教授。

我们终于找到了一个适合所有人的时间，然后就开始规划实验蓝图。从我们实验室的角度看，最初的目标相当直接：我们需要想办法分析、纯化Cas9蛋白质，这是埃马纽埃尔的实验室无法做到的。有了Cas9在手，我们就可以着手进行生化试验，鉴定Cas9是否如我们推测的那样与CRISPR的RNA分子相互作用，以及它在抗病毒免疫反应中发挥了什么功能。

埃马纽埃尔的博士学生克日什托夫给我们寄来了一个质粒，其中包含了化脓链球菌的cas9基因，然后迈克在马丁的细心帮助下开始蛋白质纯化的工作。首先，迈克把重组的DNA引入了不同类型的大肠杆菌，他系统地测试了几十种不同的条件，来优化Cas9蛋白质表达，这就像园丁筛选不同的土壤和肥料组合，以找出适合新花卉的最优生长条件。其次，迈克测试了纯化出的Cas9蛋白质的稳定性。

有些蛋白质非常娇贵，使用一次之后就“变质”了，往往是因为蛋白质凝聚或者沉淀，会导致试管中的蛋白质溶液变成奶白色；另外一些蛋白质则可以反复冻融，状态依然稳定。我们很幸运⸺Cas9蛋白质很稳定。最后，进行生化实验的时间终于到了。在迈克和马丁纯化、分离Cas9蛋白质的过程中，我们就猜想，这个蛋白质如果具有切割DNA的功能，这可能要依赖于向导RNA。在我们研究过的I类CRISPR系统中，向导RNA与多个Cas蛋白质结合，形成识别和切割DNA的分子复合体。我们设想，Cas9的工作方式可能与此类似。事实上，氨基酸序列分析表明，Cas9蛋白质里可能有两个独立的核酸切割模块，其中至少有一个会切割噬菌体的DNA。

Cas9使用两个RNA分子切割DNA。

迈克在我们实验室的工作马上就要结束了⸺他马上要返回德国，完成博士论文，而且已经订好了机票，但是，迈克和马丁下决心测试纯化的Cas9酶是否可以切割DNA。他们参照埃马纽埃尔在化脓链球菌中的工作，合成出了CRISPR的RNA分子。然后，他们把这些RNA分子与Cas9蛋白质和一些DNA样品混合起来。重要的是，这些DNA样品中有一段序列跟这些RNA配对。

像大多数科学探索一样，这次实验以失败告终。在接触Cas9蛋白质和配对的向导RNA前后，DNA没有任何变化。要么迈克的实验设计不合适，要么Cas9的确没有切割DNA的功能。迈克在实验室组会展示了他的结果，悻悻地返回德国了。这个夏天辛勤的分离、纯化、研究Cas9的工作似乎是竹篮打水一场空。

在我们跟埃马纽埃尔、克日什托夫的合作进展过程中，马丁开始跟迈克密切合作，并指导他的实验，但马丁也开始寻找教职。面试的时候，他的足迹也遍及世界各地，包括瑞士，他最终接受了苏黎世大学的工作邀请。不过，对我们来说，幸运的是，在迈克离开的时候，马丁的日程安排稍微不那么紧张了，因此他可以从迈克遗留的问题入手，接手这个课题。他把注意力转向了Cas9，打算解决这个遗留问题：Cas9的功能到底是什么？

迈克和马丁的工作似乎表明了Cas9不能切割DNA，但是，实验本身是否可能有问题呢？这有许多可能，从最无趣的（比如，试管里的蛋白质降解了）到有趣的（比如，我们缺少了该反应必需的一个成分）。为了探索后一种可能，马丁和克日什托夫开始尝试不同的办法来设计检测DNA切割的实验。真是无巧不成书，他们很快发现，他俩长大的地方非常接近⸺克日什托夫在波兰境内，而马丁在当时的捷克斯洛伐克境内，他们都说波兰语，这极大地方便了他们通过Skype交流，商讨实验。

最终，克日什托夫和马丁进行的实验表明，除了向导RNA，他们还需要第二种RNA，叫作tracrRNA，埃马纽埃尔实验室发现，在化脓链球菌中，tracrRNA对于向导RNA合成是必需的。结果很简单，但我们却非常兴奋：与向导RNA分子里20个碱基完全匹配的DNA被干净地切开了。对照实验表明，这种匹配对于切割是必需的，如同Cas9蛋白质和tracrRNA同样是必需的。

本质上，这些结果以最少的成分模拟了CRISPR免疫反应在细胞内的进程⸺Cas9和两个RNA分子代表了细胞内的分子，而DNA分子代表了噬菌体的基因组。最重要的是，基因组里有20个DNA碱基与向导RNA分子配对，这意味着，向导RNA与DNA的一条链可以通过碱基配对形成双螺旋。这样的DNA-RNA双螺旋可能是Cas9特异性切割DNA的关键之处。

我们无法直接看到DNA被切割，所以需要一种灵敏的检测方法监控试管内的DNA切割反应。一段含有50个碱基对的DNA双螺旋长约17纳米，大致相当于最细的头发丝直径的千分之一。即使是用最强大的显微镜也无法看到它，因此，马丁和克日什托夫采用了核酸研究人员最爱的两种工具：放射性同位素磷和凝胶电泳分析。放射性磷原子可以通过化学反应与DNA分子结合，使DNA在感光胶片上显影，由于DNA带有负电，它在电场中会向正极运动，凝胶中的空隙则起到了筛子的作用，使得DNA可以根据大小在凝胶电泳中得到区分。

如果DNA被Cas9蛋白质切开，那么我们就可以看到两条带，否则就只有一条带。马丁进一步表明，Cas9蛋白质在向导RNA与DNA匹配的位置把DNA的双链都切开了。重要的是，向导RNA和tracrRNA分子在切割完DNA之后并未发生变化，因此可以被Cas9重复使用。看到这些结果，我们意识到，我们澄清了这个DNA切割机器的几个关键环节，包括化脓链球菌和嗜热链球菌（以及其他含有类似CRISPR系统的细菌）中靶向识别噬菌体序列，进而摧毁噬菌体DNA的分子机制。DNA切割的三个关键成分是Cas9酶、向导RNA和tracrRNA。

Cas9酶究竟如何在RNA的指导下切割DNA？

这些结果令我倍感振奋，但与此同时，这也引出了一系列亟待解决的问题。为了理解Cas9酶究竟如何在RNA的指导下切割DNA，我们需要精确定位Cas9蛋白质中执行切割功能的区域。为了证明DNA切割的专一性，以及切割依赖于向导RNA与DNA序列的匹配，我们需要逐个碱基地改变DNA序列，并表明当RNA-DNA匹配不够完美的时候，切割就无法进行。要表明向导RNA和tracrRNA是如何工作的，我们需要对这两种分子进行系统的缺失突变，找出真正必需的RNA片段。

为了回答这些问题，马丁和克日什托夫进行了辛苦的工作，但很快，一个清晰的画面逐渐浮现出来。他们发现，Cas9蛋白质会锚定在DNA双螺旋上，撬开DNA双链，使CRISPR的RNA分子与DNA的一条链形成新的双螺旋，然后，Cas9蛋白质使用两个核酸切割模块把DNA的双链同时切开，制造出双链断裂。

事实上，Cas9可以锁定并切割任何与向导RNA配对的DNA序列。打个比方，向导RNA的功能就像GPS可以指导Cas9精确定位到目标区域，即向导RNA和DNA配对的位置。Cas9是一个真正可以操作的核酸酶，我们可以定制设计该RNA分子，使它靶向锁定任何DNA序列。有了包含20个碱基的向导RNA，Cas9可以找到任何与其配对的DNA，并进行切割。

考虑到细菌与病毒在演化过程中鏖战不休，Cas9的功能不难理解。配备了从CRISPR序列中转录出的RNA分子，Cas9可以在噬菌体基因组中轻易地找到与之对应的DNA区域。这是细菌的巡航导弹⸺针对病毒的DNA精确快速地实施打击。

有了马丁和克日什托夫的实验结果，我们就可以着手解决下一个问题了：如果细菌可以用Cas9蛋白质来切割特定的病毒DNA序列，那么，我们是否可以用Cas9切割其他DNA序列，而不局限于噬菌体？

马丁和我清楚基因编辑领域的进展以及它的潜力，我们也知道锌指核酸酶和TALEN的核酸酶的致命缺点。我们不无惊叹地意识到，我们已经误打误撞发现了一个新系统，它有望超越现有的基因编辑技术。要把这个微小的分子机器变成强大的基因编辑工具，我们还需要更进一步的实验。

目前为止，我们把一个复杂的免疫系统还原成了几个可以分离、修饰并重新组合起来的元件。此外，通过精细的生化试验，我们理解了这些元件的功能，并推断出了其分子机理。下一步，我们要做的是，确认可以改装Cas9和向导RNA分子来靶向锁定并切割任何DNA序列。这个实验会真正展示出CRISPR的全部威力。这一步⸺改造CRISPR-Cas9分子机器⸺事实上包括了两小步：产生一个想法，再用实验验证它。

首先是要有想法。马丁向来一丝不苟，为了鉴定每一个碱基对功能的影响，他系统地修饰了RNA分子⸺包括用于靶向锁定DNA的向导RNA分子，以及把它和Cas9结合在一起的tracrRNA分子。有了这些知识，马丁和我进行头脑风暴，考虑如何把这两种分子组合到一起。如果我们可以把一个分子的尾巴跟另一个的头部融合起来，制造出杂合的RNA，如果可行，那会大大简化该分子机器，两条RNA分子⸺向导分子（CRISPRRNA）和协助分子（tracrRNA）⸺将合二为一。显然，如果CRISPR要用于基因编辑，简化的系统用途会更广。

基于这个想法，我们设计了实验。我们需要测试这个融合的RNA分子，并鉴定它是否依然可以指导Cas9切割对应的DNA序列。此外，我们的实验还可以回答Cas9蛋白质是否真的可以切割任何DNA序列，而不只是针对噬菌体的基因片段。这时，我们意识到了这是一个重大突破，为了尽快完成实验，我们并不想浪费时间寻找那些实验室没有的基因。

于是，出于方便，而不是偏好，我们决定使用一个来自水母的编码绿色荧光蛋白质的基因，即GFP（GFP广泛应用于世界各地的实验室，用于示踪细胞及其蛋白质成分）。马丁在GFP基因里选取了长度为20个碱基的5段区域，并针对性地设计了5种配对的RNA分子。准备好了新的单链RNA分子之后，我们就把它们与Cas9蛋白质以及GFP基因放在同样的DNA切割反应⸺现在，这个酶促反应已经成了常规实验。

CRISPR-Cas9催化的DNA切割是可以调控的。

然后，我们静静地等待着结果。当我们站在实验室的电脑前，马丁跟我细细讲解GFP实验数据的时候，我看到了一张漂亮的凝胶扫描图。果然，所有的GFP基因都在预期的位点被切开了。每一条单链RNA分子都像预期的那样工作了，在水母的GFP基因里锁定了预期的靶点，与Cas9合作完成了精确切割。

改写生命密码：新技术可以用来编辑任何基因组

我们做到了！在很短的时间里，我们构建并验证了一项新技术。在锌指核酸酶和TALEN蛋白的研究基础上，这项新技术可以用来编辑基因组⸺任何基因组，而不仅仅是噬菌体。利用细菌的第五种防御系统，我们找到了改写生命密码的办法。

那天晚上，我在厨房里做饭的时候，脑海中仍然闪现着这些微小分子的图像，它们在翩翩起舞：Cas9和向导RNA在细菌体内盘旋，寻找配对的DNA碱基。忽然，我情不自禁地笑出声来。细菌用这种方式来寻找并摧毁噬菌体，何其精妙！而我们能把这个如此根本的生物学过程改造并用于完全不同的目的，又是何其不可思议！这是一段纯粹的欢乐时光，一段愉快的发现之旅⸺这种感觉，正像是多年之前我在赫姆斯实验室的感受。

2012年6月，埃马纽埃尔和克日什托夫来伯克利参加一个学术研讨会，这让马丁和我有机会跟他们再次团聚。说来难以置信，虽然我们的合作进展如此之快，我们的交流基本上都在虚拟世界。经过无数次电话、视频和邮件讨论，我们终于坐在我伯克利的办公室里，为这次短暂但成果丰硕的合作而感到惊叹。

埃马纽埃尔和克日什托夫这次来，是为了参加第五届CRISPR研讨会。这次会议共有来自世界各地二三十位研究人员参加，大多数来自食品科学和微生物学领域，因为当时CRISPR还没有引起更大范围科学同人的关注。从2002年到2012年，这个领域里只有几百篇文献。不过，我们知道，情况很快会发生变化。这次会议可以说恰逢其时。一方面，我们可以跟其他同行交流工作进展；另一方面，过去的几周，工作进展如此迅速，我们的精神高度紧张，我们也需要放松一下。完成了GFP实验，我们决定让这个项目尽快收官，完成一篇研究论文。

在马丁和克日什托夫即将完成实验，异国他乡的合作者启程来伯克利之际，埃马纽埃尔和我就动笔了。我们的论文主要集中于阐释CRISPR在化脓链球菌里对抗病毒的防御机制，但是我们也想指出实验结果的深远影响。在论文的摘要部分，我们特地写了一句话，指出了这种可以切割DNA的酶对于基因编辑的用处。

此外，在文章的结论部分，我们也点明了CRISPR在其他细胞类型中的应用潜力。提及了锌指核酸酶和TALENs之后，我们总结道：“基于Cas9蛋白质和定制RNA，我们开发了一套新的方法，它在基因靶向定位和基因编辑上有极大潜力。”

2012年6月8日，一个明媚的周五，当天下午，我在电脑上正式向《科学》杂志提交了论文。20天后，它在线发表了。

世界从此而不同⸺不仅对我和合作者而言，也不仅仅对生物学领域而言。然而，在那一刻，我昂扬的情绪荡然无存，反倒感到从未有过的疲惫。我感觉自己好像在电脑前连续坐了好几个星期了，于是站起身来⸺略感到一丝晕眩，踱步走出斯坦利楼。伯克利的校园绿意盎然，楼前圆形水池外的草地上空空荡荡。一个月前，春季学期结束了，往日熙熙攘攘的校园，现在安静得似乎有点不寻常。当然，回头来看，这不过是暴风雨来临前的平静。

作者丨[美]詹尼佛·A.杜德娜 赛缪尔·H.斯坦伯格

摘编丨安也

编辑丨罗东

导语部分校对丨刘军

来源：新京报