科学家在2012年夏季将CRISPR作为基因编辑工具介绍给世界，当时两个独立小组的里程碑式论文展示了如何挥舞系统以在DNA中进行削减。现在，不到12年后，我们看到Crispr用于开创性的医疗治疗。
维尔纽斯大学生物技术学院的首席科学家兼蛋白质-DNA互动部负责人谢克斯尼斯说：“看到实验室中实际发现的基本发现的速度真是令人高兴。”
在这些开创性论文之前，其他研究人员已经开始揭示CRISPR在微生物中的工作方式。尽管最著名的是基因编辑工具，但首先发现了CRISPR细菌，科学家意识到它是一种免疫系统 - 防御病毒。在这种免疫系统中，细菌具有充满病毒遗传物质的记忆库。该细菌在受到病毒攻击后将藏匿在这种材料之后，以防止未来的入侵。
该记忆库与小的分子剪刀配对，称为CAS蛋白，可通过DNA进行剪切，以及将剪刀引导到其靶标的分子。在细菌中，该靶标是病毒入侵者。但是Šikšnys和他的同事表明，科学家可以为自己的目的选择这些剪刀，以他们想要编辑的任何DNA。他们专门用蛋白质Cas9表明了这一点。
旁边詹妮弗·杜德纳（Jennifer Doudna）和Emmanuelle Charpentier- 作者另一个开创性的CRISPR纸2012年出版 - 蝙蝠被授予2018年纳米科学的卡夫利奖对于CRISPR-CAS9的发明，“用于编辑DNA的精确纳米工具”。如今，他和他的团队正在调查自然界中存在的CRISPR系统的多样性，以了解其他人可能对工程基因组有用。
Live Science与šikšnys谈到了看到CRISPR进入临床用途以及他认为该系统将来如何应用和改进该系统的感觉。
编者注：为了清楚起见，这次采访已被凝结和编辑。
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Nicoletta Lanese：您能描述您刚开始与CRISPR-CAS合作的时候吗？您能否让您了解这可能是“大事”的想法，这是一种大型技术，可以转变我们所知道的基因编辑？
弗吉尼亚斯·šikšnys：我想说的是，我们从一开始就跳入了CRISPR领域。大概发生在2007年当一篇论文出现在科学中时，首次将CRISPR-CAS系统的可能功能描述为细菌中的抗病毒防御系统。实际上，我们决定查看该系统的运作方式。这就是我们开始CRISPR之旅的方式。
当然，在一开始，我们对非常基本的生物学问题非常感兴趣。 ...我们花了一段时间才了解CRISPR-CAS系统背后的机制。 …
在[我们的2012]论文中，我们证明我们可以重新编程Cas9蛋白并将其解决基因组中的任何序列。这可能是我们理解的那一刻，这确实是一种真正的通用系统，可以用于不同模型生物中的基因组编辑。因此，这种基因编辑领域的开始。
NL：您是否立即设想这可能应用于遗传疾病的治疗？您是否认为这是一种可能性，甚至很早就？
vs：如果我还记得，当时我们在论文中投入的内容 - 我们说这些CRISPR-CAS系统或CAS9蛋白由CRISPR编程RNA，可用于精确的“ DNA手术”。
这意味着，实际上，您可以将CAS9引导到基因组中的任何序列，包括[存在]引起遗传疾病的突变的序列。
NL：在过去的一年中看到了第一种基于CRISPR的疗法上市 - 我想知道看到从基础研究到现在看到该领域在该水平上应用的感觉是什么？
vs：确实，倒退，看到Cas9在10年之内进入诊所真是太神奇了。我认为这是一个非常伟大的成就，而且我敢肯定，在不久的将来将遵循更多的治疗应用，并可以治愈以前无法治愈的遗传疾病。
如果你看着临床试验清单目前正在进行的情况下，使用CAS9基因组编辑工具来治疗不同的遗传疾病 - 该清单确实非常令人印象深刻。看到实验室中实际发现的基本发现实际上被转化为诊所的基本发现的速度真是令人高兴。
NL：现在看到进入诊所的毕业典礼后，您如何预期将来可能会完善CRISPR-CA的基因编辑系统？
vs：实际上，CRISPR-CAS9技术是一个迅速进入诊所的绝佳工具。但是，仍然需要克服几个挑战，当然，有一些改进该工具的途径。 …
最近，它使该CRISPR工具成为头条新闻用于治疗SCD疾病[镰状细胞性贫血症]。实际上，[它]表明，这确实是一种可以在诊所中用于治疗患者的工具。
但是，当然，这种治疗方法有几个局限性，因为在这种情况下，这种治疗方法发生了。这意味着需要治疗的细胞从患者的身体中取出，然后应用CAS9工具以纠正突变，或者实际上会触发胎儿血红蛋白的产生。然后这些工程的细胞，必须将它们送回患者的身体。当然，这是一个具有挑战性且耗时的程序。
因此，当然，如果可以直接在人体中进行CRISPR处理，那将是很棒的 - 我们称其为体内。但是实际上，要做到这一点，您必须克服一些挑战：首先，您必须将此CRISPR工具交付到人体的特定组织或器官中。当然，有很多提供CRISPR工具的方法，但是在Covid之后，批准mRNA疫苗作为治疗方法的治疗方式[预防]。目前，MRNA与脂质纳米颗粒结合成为可以将Cas9输送到人体不同细胞和组织中的关键方式之一。
[其他]也正在探索[其他递送系统，包括病毒样颗粒和与腺相关的病毒。因此，AAV也被用作交付工具，并被批准为人体的安全交付工具 - 但是，例如，在AAV的情况下，存在包装货物限制，您需要找到可以包装到单个AAV粒子中的较小基因编辑工具。
实际上，在我的实验室中，我们正在研究途径 - 您如何改善现有工具，或者实际上找到新工具？为了找到新工具，我们查看CRISPR-CAS系统的多样性。这些（本质上）这些CRISPR-CAS系统非常多样化，我们旨在从基本的角度了解CRISPR-CAS系统的多样性。而且，我们希望，看看这种多样性，我们将能够找到用于基因组编辑应用程序的新工具。
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NL：您能描绘出挖掘这些系统多样性的外观的图片吗？
vs：在我的实验室中，我们正在使用一种基于生物信息学的合并生化方法。因此，我们尝试从生物信息上识别推定的新的CRISPR-CAS系统，然后，我们尝试使用湿实验室中可用的工具对它们进行生物化表征。 …
首先，我们查看真正巨大数据库中存在的[微生物DNA]序列 - 您可以尝试在那里找到新的CRISPR系统。然后，我们尝试用不同的细菌表达它们，将它们隔离，表征它们，然后将它们移至人类细胞中，以查看它们是否可以用作新的基因组修饰工具。
NL：我们谈到了刚被批准的镰状细胞治疗方法 - 我想知道您是否像其他人一样，预计镰状细胞将是最早获得CRISPR治疗的疾病之一？您将哪些疾病视为下一个领域？
vs：我要说的是，从一开始就很明显，由单个突变引起的遗传疾病（如镰状细胞疾病）将是第一个目标。它看起来像是低垂的果实，因为您只需纠正基因组中的一个突变即可。当然，我认为这种基于CAS9的镰状细胞疾病治疗的一部分也应该涉及数十年来研究镰状细胞疾病的人们。他们为我们提供了对治疗中疾病的机制的理解。
SCD成为明确目标的另一个原因是，正如我之前提到的，您可以进行治疗[ex]体内。您可以去除包含[]突变的细胞，实际上在实验室中加工它们，然后将细胞放回人体中。因此，这使操作更加容易。
但是，当然，当您考虑下一步时 - 例如，癌症等多种突变引起的遗传疾病的治疗仍然是一个挑战。但是，当然，科学家正在尝试开发方法如何解决这种复杂的遗传疾病。例如，基于T细胞的疗法已经在诊所中，并且CRISPR [系统]用于促进工程在这些T细胞中，可以用来治疗诸如淋巴瘤和实体瘤的癌症。
当然，正如我之前讨论的那样，人体中的CRISPR疗法是下一个大步。
CRISPR-CAS9技术的美在于它是一种多功能或通用技术，因为您可以使用此工具来设计任何生物体。
维尔尼乌斯大学维尔京斯
NL：这有点切线，但我们已经介绍了将CRISPR作为抗菌，作为一种替代抗生素 - 您认为这是一个富有成果的研究领域吗？
vs：CRISPR-CAS9技术的美丽在于它是一种多功能或通用技术，因为您可以使用此工具来设计任何生物体。您只是想设计DNA，而DNA是每个生物体的蓝图。因此，您还可以考虑对细菌种群进行编辑，而不是在人类细胞中进行基因编辑 - 可以说，它存在于人类肠道中。这些细菌种群可以设计。 …
正如您提到的，CAS9，CRISPR技术也可以用作抗病毒剂。目前，抗生素问题很明显- 我们可能正在使用抗生素失去与细菌的战斗。总是需要新颖的抗生素，而且很难找到它们，具有挑战性和昂贵。因此，替代技术喜欢病毒疗法开发了或CRISPR抗菌系统。
NL：显然，CRISPR具有很大的潜力，尤其是在治疗遗传疾病的领域中 - 我认为人们对在不同情况下应用CRISPR的道德规范也有很多疑问。你能谈谈吗？
VS：我认为这是一个非常重要的问题，当然，CRISPR是一项非常重要的技术，您可以使用CRISPR来做很多事情。但是，当然，您应该牢记自己在做什么，需要与社会保持联系并与社会交谈 - 这些事情是否可以接受？或者，对实验室中科学家正在发展的这些技术有什么社会观点？而且我认为与人沟通并说明这些技术是什么，他们可以实现什么，然后是这些技术的弊端，这一点非常重要。
我们已经听说了几年前CRISPR使用的这些故事在中国进行工程人类胚胎- 因此，这是科学家实际上同意不跨越的一行，因为这可能是一件非常危险的事情。
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