基因魔剪專利之爭現新變數？杜德納發現新「剪刀」並申請專利

「基因魔剪」CRISPR-Cas9專利之爭出現新變數，華人科學家張鋒面臨不利局面？

12月23日凌晨零時，女生物學家、美國加州大學伯克利分校的研究者詹妮弗·杜德納（Jennifer Doudna）與合作者發表論文稱，她們發現了新的CRISPR-Cas基因編輯系統X和Y：CRISPR–CasX 、CRISPR–CasY，可能用於開發極具應用價值的基因編輯工具。

結合著DNA的Cas9。

詹妮弗·杜德納顯然吸取了CRISPR-Cas9專利之爭的教訓：該論文標明，加州大學已就論文中的最新發現，向美國專利商標局提交了臨時專利（provisional patent）申請，詹妮弗·杜德納是多位發明人之一。

杜德納（左）。

該研究論文很短，其文字部分僅三頁（Research Letter），其論文標題為《來自非培養微生物的新CRISPR-Cas系統》（New CRISPR–Cas systems from uncultivated microbes）（DOI: 10.1038/nature21059），目前已在線發表在國際學術期刊《自然》（Nature）上。詹妮弗·杜德納和同樣來自美國加州大學伯克利分校研究者、女科學家吉蓮·班菲爾德（Jillian F. Banfield）為該論文的兩位通訊作者。

新CRISPR-Cas基因編輯系統X和Y發現於非培養物，或被稱為「不可培養物」。人類生存的自然環境中充斥著各種各樣的微生物，比如細菌、真菌。人們目前只發現有限幾種培養方法，可以培養出種類有限的微生物。更多種類的微生物，還隱藏在人類的認知疆域之外。

吉蓮·班菲爾德帶領的研究人員，跳過「培養」這一步驟，「直接」研究了地下水、土壤、嬰兒腸道和其它各種環境中微生物。在它們的基因組中，經過與CRISPR-Cas9的類比，她們發現了CRISPR–CasX 和CRISPR–CasY。

這兩種系統在詹妮弗·杜德納的實驗室接受了檢測，其活性得到了證實。

此外，論文作者還首次報告稱，在古菌域中發現了Cas9。這引人關注，因為過去學術界一直認為細菌以外原核生物，如古菌，「體內」沒有此類基因編輯系統。根據三界分類系統，地球上的生命被分為三類：細菌、古菌、真核生物。古菌、細菌細胞中都沒有細胞核，是原核生物。

CRISPR–Cas系統中的Cas，指的是「基因魔剪」中的剪刀，而CRISPR幫助剪刀確定剪開的位置。

2012年6月28日，詹妮弗·杜德納實驗室在《科學》（Science）雜誌發表論文（A Programmable Dual-RNA–Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity）稱，利用CRISPR-Cas9系統在生物體外、試管中，實現了對DNA序列的修改；次年，2013年1月29日，杜德納實驗室將這一技術成功應用在人類細胞中的論文發表在《Elife》上（RNA-programmed genome editing in human cells）。

但此前，美國博德研究所張鋒課題組將這一系統應用在人類細胞上的研究論文已於2013年1月3日發表在《科學》雜誌上。並且通過繳納專利快速審核費用，張鋒率先拿到了CRISPR-Cas9系統應用於哺乳動物細胞的專利。

加州大學伯克利分校提起訴訟，以爭奪這一專利的歸屬權，目前，美國專利商標局尚未做出最終裁決。

DNA或基因被稱為生物體的「底層密碼」。對這一密碼的修改，因為食品工業、製藥業和臨床治療等領域的需求，早已開始廣泛應用。

除了轉基因技術，基因編輯技術是目前最常用的修改基因（或基因組）的技術。

CRISPR-Cas9是目前最前沿的基因編輯技術，全球科研人員都在試圖開發更實用的基因編輯技術，超越CRISPR-Cas9。比如，備受國際社會關注河北科技大學副教授韓春雨課題組，5月2日，他們與合作者在《自然》子刊《自然·生物技術》發表論文稱，發現了效率高於CRISPR-Cas9的新的基因編輯技術Ng-Ago技術，但其實驗結果目前遭到重重質疑，並被學術期刊調查中。

此外，9月15日，南京大學醫學院附屬金陵醫院的周國華研究員、南京大學模式動物研究所的趙慶順教授和朱敏生教授在國際學術期刊《基因組學》（Genome Biology）上發表論文，報告了一種基於結構引導的內切酶（SGN，Structure-guided nuclease）實現體內外DNA任意序列的靶向和切割的基因編輯新技術。

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