加州大学伯克利分校，加州大学旧金山分校启动创新基因组学计划

两所大学还将提供200万美元的启动资金。

该计划的核心是一项革命性的技术，由该计划的执行董事、新任教师主席詹妮弗·a·杜德纳(Jennifer a . Doudna)于两年前在加州大学伯克利分校发现。这种被称为CRISPR/Cas9的精确“DNA剪刀”技术自2012年6月首次发表以来，受到了爆炸式的欢迎，是至少三家初创企业和几次备受关注的国际会议的核心。科学家们将其称为基因工程的“圣杯”，以及对抗遗传疾病的“令人瞠目结舌”的突破。为了纪念她对RNA的发现和早期工作，杜德纳上个月获得了美国国立卫生研究院基金会的Lurie奖。

李嘉诚基金会(Li Ka- Shing Foundation)主席李嘉诚(Li Ka- Shing)表示:“杜德纳教授在基因组编辑方面的突破性发现，正引领我们进入一个充满各种可能性的新时代，这是我们以前从未想象过的。”“我的基金会非常荣幸能与两家世界级的公共机构合作，发起创新基因组学计划，以寻求对抗遗传疾病的圣杯。”

自宣布发现这项技术以来的18个月里，已有超过125篇基于该技术的论文发表。在世界范围内，研究人员正在使用Cas9来研究镰状细胞性贫血、糖尿病、囊性纤维化、艾滋病和抑郁症等各种问题的遗传根源，希望找到新的药物靶点。其他公司则利用这项技术改造酵母，生产生物燃料和小麦，以抵御虫害和干旱。

杜德纳是加州定量生物科学研究所(QB3)的分子和细胞生物学教授，也是加州大学伯克利分校霍华德休斯医学研究所的研究员，他说:“我们现在有一种非常简单、非常快速和非常有效的技术来重写基因组，这使我们能够做以前不可能做的实验。”“我们感谢李嘉诚先生对我们计划的支持，这将推动基因组工程取得突破性的进展。”

转化基因研究
这种新的基因组工程技术大大缩短了研究人员测试新疗法的时间。CRISPR/Cas 9可以在数周而不是数年内创造出模拟人类疾病的动物菌株，使研究人员能够测试新的治疗方法。该技术还可以快速简便地敲除人类细胞或动物细胞中的基因，以确定它们的功能，这将加快疾病新药靶点的识别。

“CRISPR/Cas9技术完全改变了游戏规则，”该计划的联合主任、加州大学旧金山分校医学院细胞和分子药理学教授乔纳森·韦斯曼(Jonathan Weissman)说。“有了CRISPR，我们现在可以随意关闭或打开基因。我对使用CRISPR来了解基因的正常功能以及致病突变如何改变这些功能特别感兴趣。”

杜德纳补充说:“这项计划的主要目标是开发CRISPR/Cas9技术在人类健康领域的应用，并创建一个研究资源库，使其广泛应用。”“现在在科学上是一个激动人心的时刻，基因组测序的成本正在下降，一个完整的人类基因组测序的成本大约为1000美元。Cas9技术将把基因组学提升到一个新的水平，使基因组编辑成为可能。”

Doudna指出，加州大学伯克利分校和加州大学旧金山分校通过对酵母、果蝇、斑马鱼和啮齿动物等多种生物的研究，在人类疾病方面取得了根本性的发现。这项新技术将帮助这些研究人员实现从动物模型的基础研究到人类细胞和组织测试的飞跃，并最终进入临床，CRISPR/Cas9将使人类基因治疗更加简单。

杜德纳说:“我们现在有一种技术，可以通过编辑基因组来重新编程细胞软件，这将使我们能够在人类细胞中进行以前无法做到的遗传操作。”

在人类健康及其他领域的应用
例如，在过去，制造具有特定的可遗传基因突变的小鼠品系需要至少一年的昂贵实验。利用Cas9技术，加州大学伯克利分校的免疫学家拉塞尔·万斯(Russell Vance)在小鼠体内禁用了一种调节皮毛颜色的基因，并在短短六周内培育出了一种白色而不是棕色的小鼠。世界各地的实验室正在使用CRISPR/Cas9技术对从啮齿动物到灵长类动物的动物模型进行类似的研究。

其他研究人员已经利用这项技术对干细胞进行重组，使其再生受损的器官，如肝脏，并试图对免疫细胞进行重组，以治愈艾滋病毒阳性患者的艾滋病。

杜德纳和她的同事还在为一个孵化器建设资源和基础设施，以帮助研究人员、博士后和学生分拆公司。这个创业研究员项目将与QB3创业项目协调，帮助成立新公司，解决重要的社会挑战，并在加州创造新的就业机会。

Cas9技术采用了细菌使用的DNA剪切系统，用于切割和破坏入侵病毒的DNA。杜德纳和他的同事，加州大学伯克利分校霍华德休斯医学研究所的Martin Jinek和赫姆霍兹感染研究中心(瑞典分子感染医学实验室的前研究员)的Emmanuelle Charpentier发现了Cas9酶如何与小RNA分子一起工作，以靶向并切割DNA的特定区域。Jinek和Doudna还表明，rna可编程CRISPR/Cas9系统在人类细胞中起作用，比其他基因组编辑方法更快更容易。

加州大学伯克利分校分子和细胞生物学教授Michael Botchan是该计划的联合负责人，他对探索95%的人类基因组的潜力感到兴奋，这些基因组曾经被称为“垃圾DNA”，现在已知包含大多数打开和关闭基因的调控因子，并且可能包含导致许多疾病的缺陷基因。

他说:“人类与猴子的不同之处在于，人类基因组中6- 7%的蛋白质编码，而在于其余基因组中的调控基因。”“但我们不知道这些调控基因中的大多数是干什么的。它们很可能与精神分裂症、糖尿病等疾病有关。”

CRISPR/Cas9技术还允许研究人员一次性破坏多个基因或调控序列，以确定它们的功能和相互作用。Botchan说，这种研究可能会发现药物的新靶点。

“创新基因组学计划不仅对发现新科学和新疗法很重要，而且对开发操纵DNA的新工具也很重要，”Botchan说。“有成千上万的细菌和古生菌都有类似的基因组编辑系统，我们也想探索它们，为基因组工程找到更多的工具。”

李嘉诚是一位香港白手起家的商人和慈善家，他一直是加州大学伯克利分校在多个领域的捐助者。他为建立李嘉诚生物医学与健康科学中心(Li Ka Shing Center for Biomedical and Health Sciences)提供了4000万美元的基石捐赠，该中心于2012年开业。迄今为止，李嘉诚基金会已向世界各地的医疗保健和教育项目捐款超过18.6亿美元。