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編輯：桃子 時光 好困 【新智元導(dǎo)讀】幾天前，美國57歲男子成功接受了轉(zhuǎn)基因豬心的移植手術(shù)。這項技術(shù)的突破，背后離不開一位36歲華人女科學(xué)家的貢獻(xiàn)。她被稱為「基因剪刀手」，畢業(yè)于北大-哈佛的真學(xué)霸。幾天前，美國馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)中心完成了人類歷史上首例轉(zhuǎn)基因豬心臟移植人體手術(shù)。  然而，這不是一顆普通的豬心臟，而是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)免除了器官移植手術(shù)最大的風(fēng)險——排異反應(yīng)。 你知道嗎？這項技術(shù)的突破，背后離不開一位華人女科學(xué)家的貢獻(xiàn)。 她便是楊璐菡，被稱為「基因剪刀手」，畢業(yè)于北大-哈佛的真學(xué)霸。  CRISPR「剪掉」小豬致病基因要知道，豬可是人體器官移植供體最佳動物之一。 一直以來，將豬器官移植到人體存在著兩大風(fēng)險： 一方面豬的基因本身攜帶內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒（PERVs），另一方面豬器官會在人體內(nèi)產(chǎn)生排異反應(yīng)。  5年前，楊璐菡領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊成功運(yùn)用CRISPR-Cas9「基因剪刀」技術(shù)滅活豬細(xì)胞中的致病基因。 這項研究Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9曾在2017年8月10日發(fā)表在Science期刊上。  論文鏈接：https://www./doi/abs/10.1126/science.aan4187 先前的研究工作中，大多數(shù)基因改造都是在一個基因?qū)用嫔闲薷?。而楊璐菡團(tuán)隊面臨的科學(xué)難題便是如何在豬的單個細(xì)胞修改62個基因，也就是內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒（PERVs）。 更重要的是，還要保證基因組的完整。 楊璐菡利用CRISPR-Cas9基因編輯工具攻克這一難題，不僅大大提高了基因編輯效率，還縮短了培育基因改造豬的時間。 可以看出，在mRNA基準(zhǔn)水平上，所有豬基本上實現(xiàn)了內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒100%的清除率。  注：棕色是1天大的小豬; 藍(lán)色是5-7天大的小豬; 綠色是15-19天大的小豬 研究中，科學(xué)家們還檢索了豬成纖維細(xì)胞基因組內(nèi)存在的PERVs，共發(fā)現(xiàn)了25種。他們同樣利用CRISPR技術(shù)將這25種PERV的基因位點(diǎn)滅活。  這個便是一只誕生的PERV滅活小豬，它叫LaiKa，照片拍攝于出生后的第二天。  正是楊璐菡團(tuán)隊CRISPR-Cas9這一基因敲除技術(shù)的貢獻(xiàn)，從根本上解決了豬器官移植到人體內(nèi)可能導(dǎo)致病毒傳染的風(fēng)險。 但是這位女神科學(xué)家的研究不僅于此。正如我們熟知的「石墨烯駕馭者」曹原是Nature狂魔，楊璐菡可以稱得上是Science和Nature的狂魔。  2周大的PERV滅活小豬 其實，早在2013年，楊璐菡就將CRISPR系統(tǒng)成功應(yīng)用于人類細(xì)胞基因編輯，同樣發(fā)表在國際期刊Science上。  論文鏈接：https://www./doi/10.1126/science.1232033 2015年，楊璐菡以并列第一作者的身份在Science上發(fā)表了CRISPR-Cas9在細(xì)胞內(nèi)修改基因的工作的論文。  2020年9月，一篇Extensive germline genome engineering in pigs論文發(fā)表在Nature上，成功研發(fā)出第一代可用于臨床的異種器官移植雛形「豬3.0」。  論文鏈接：https://www./articles/s41551-020-00613-9 去年12月，發(fā)表在國內(nèi)《器官移植》這份核心期刊上，也可以看到楊璐菡的名字，作者身份是杭州啟函生物科技有限公司。 研究探討了基因編輯豬在異種器官移植的應(yīng)用前景。研究人員將1只豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒（PERV）敲除，聯(lián)合3種主要異種抗原基因敲除，以及抑制補(bǔ)體活化、調(diào)節(jié)凝血紊亂、抗炎抗吞噬的9種人源化基因轉(zhuǎn)入豬（PERV-KO/3-KO/9-TG）作為供體，獲取其心臟、肝臟和腎臟，分別移植給3只恒河猴受體，建立豬-猴異種器官移植臨床前研究模型。 研究結(jié)果顯示，基因編輯豬（PERV-KO/3-KO/9-TG）在克服超急性排斥反應(yīng)、緩解體液性排斥反應(yīng)及凝血紊亂方面具有一定優(yōu)勢，但其能否作為臨床異種器官移植潛在供體需進(jìn)一步評估。 別人眼中的學(xué)霸80后的楊璐菡，是個土生土長的川妹子。 1986年，她生在山水靈秀的巴蜀小縣城，父親是公務(wù)員，母親是會計師。 從小，璐菡就是我們父母嘴上經(jīng)常說的「別人家的孩子」，自律和努力是她的標(biāo)簽。 「哪有什么天才，只是比別人多了一份努力。」楊璐菡的成功同樣沒有任何捷徑可言。 楊璐菡曾表示，
15歲那年，她以峨眉山市中考第一名的成績考入成都七中。 從高二開始，她加入生物競賽隊伍，用一年時間把所有生物系本科生和研究生的課程都學(xué)完，她基本上靠自學(xué)。 那時的楊璐菡經(jīng)常跑去四川大學(xué)旁聽，她表示幾乎聽不懂。 「看兩三遍就會懂了?！惯@樣的自學(xué)對一位高中生而言實在考驗自律性和自學(xué)能力。 功夫不負(fù)有心人，璐菡用天賦和努力克服了重重困難，順利地參加了國際生物奧林匹克競賽。 2004年，璐菡代表中國在第15屆國際生物奧林匹克競賽中榮獲金牌。 順理成章地，她被招入北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院繼續(xù)學(xué)習(xí)。 2008年，拿到生命科學(xué)和心理學(xué)雙學(xué)士學(xué)位后，璐菡前往哈佛大學(xué)深造，在那里繼續(xù)攻讀碩士和博士學(xué)位，及開展博士后研究工作。 從此，這位青年女科學(xué)家踏上了一條與基因難解難分的科研之路。 師承「合成生物學(xué)之父」George Church俗話說，名師出高徒，楊璐菡在基因研究上取得的進(jìn)步離不開導(dǎo)師的正確指導(dǎo)。 她的導(dǎo)師George Church博士是有「合成生物學(xué)之父」美譽(yù)的哈佛醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)系教授，也是美國科學(xué)院和工程院雙料院士。 研究領(lǐng)域包括基因組測序及數(shù)據(jù)分析、合成生物學(xué)、基因組工程、個人基因組學(xué)等。 George Church教授曾被預(yù)言有望獲諾貝爾獎，此前，他已獲得富蘭克林·鮑爾科學(xué)成就，2017年，他還被《時代》雜志評選為世界上最具影響力的100個人之一。 早在1984年，George Church以第一作者，導(dǎo)師Walter Gilbert第二作者，發(fā)表了首個直接基因組測序方法。 在2017年的一次采訪中，談及基因科學(xué)下一個重大突破會是什么時，George Church 教授認(rèn)為，是「編寫」DNA，而非「編輯」DNA。 George Church 教授認(rèn)為，「編寫DNA」包括添加基因、刪除基因（或降低基因表達(dá)）以及精準(zhǔn)編輯，最終能在任何想要的地方，寫入想要的基因。 添加基因時，基因能插入到染色體的任何一個位置。刪除或是降低基因時，要么引入一個干擾分子，要么直接攻擊這個基因，把它弄成一團(tuán)糟，幾乎沒有什么辦法能徹底移除一個基因。 差點(diǎn)沒從哈佛畢業(yè)早在2015年，楊璐菡就開啟了創(chuàng)業(yè)歷程，和導(dǎo)師George Church共同創(chuàng)辦了名為eGenesis的生物技術(shù)公司。 這是一家致力于推動異種器官移植臨床應(yīng)用，她也是eGenesis的首席科學(xué)執(zhí)行員。 2017年回到國內(nèi)，楊璐菡正式出任了杭州啟函生物科技有限公司的CEO。 同年，楊璐菡入選達(dá)沃斯世界經(jīng)濟(jì)論壇（World Economic Forum）評出的2017年度「全球青年領(lǐng)袖」。2020年9月，入選《財富》（Fortune）2020年度「全球40位40歲以下商界精英」榜單。 人們看到的是，楊璐菡所取得的成功與身上的光環(huán)，但人們可能不知道，她差點(diǎn)沒從哈佛大學(xué)畢業(yè)。 2018年4月，加拿大溫哥華，楊璐菡在TED2018的后臺進(jìn)行排練 在高中讀書時，楊璐菡因忙于生物奧賽而耽誤了英語學(xué)習(xí)，導(dǎo)致她的英語成績一直不給力。 在異國求學(xué)，因為語言困難，她很難進(jìn)行深入的專業(yè)學(xué)習(xí)，連哈佛大學(xué)的資格考試都顯得力不從心。 因此，她被要求參加為期一年的語言班學(xué)習(xí)，才能繼續(xù)留在哈佛。 在英語水平提高之前，她無法在實驗室「浪費(fèi)」一分一秒。 幸運(yùn)的是，George Church教授表示，自己可以理解楊璐菡想要表達(dá)的內(nèi)容。 作為導(dǎo)師，George Church教授不會讓自己的學(xué)生把時間浪費(fèi)在語言上。 在整個研究生階段，幾乎每周，楊璐菡都會和導(dǎo)師進(jìn)行學(xué)術(shù)討論，也會交流科學(xué)、文化和社會各種話題。 「是George Church教授重建了我的信心！」回首過往，楊璐菡深深感慨。 George Church教授教給她的遠(yuǎn)不只是學(xué)術(shù)，還教會她如何成為一個真正偉大的領(lǐng)導(dǎo)者。 參考資料： https://www./articles/d41586-021-02732-y http://www./news/232111/2022/0112/676355.html https://baike.baidu.com/item/%E6%9D%A8%E7%92%90%E8%8F%A1/18717352 https://wenhui./third/yidian/202011/04/378048.html https://www./article/luhan-yang-sn-10-scientists-to-watch https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDLAST2021&filename=QGYZ202101008&uniplatform=NZKPT&v=LWy3PuhixRUfFA1ym2FoLxJWUqvZhuTW8t-djhaTAiwQOTt11HXjMzV2eKNxkgNv https://www.sohu.com/a/169340019_282570 |
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