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CRISPR分子診斷技術(shù)(七)

2021.6.29

39 ??加上Cas9,它們?yōu)榉肿釉\斷和基因編輯提供了多樣靈活的工具。

圖片來源:參考資料2

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40??? CRISPR分子診斷技術(shù)并不是只有Doudna和張鋒兩家在開發(fā)。2019年3月,在Keck Graduate Institute任職的Kiana Aran博士與合作者在Nature Biomedical Engineering的一篇論文中展示了一個(gè)全新技術(shù)CRISPR-Chip。這一技術(shù)將CRISPR和石墨烯膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管(gFET)技術(shù)結(jié)合起來。以石墨烯膜為基礎(chǔ)的晶體管上載有dCas9(只有識(shí)別功能,沒有剪切功能)和sgRNA的復(fù)合體。當(dāng)樣品滴加到膜上,一旦dCas9-sgRNA識(shí)別并結(jié)合相應(yīng)的靶DNA分子,晶體管就發(fā)出一個(gè)電信號(hào)。在SHERLOCK和DETECTR中,“剪切”產(chǎn)生信號(hào);而在CRISPR-Chip中,“結(jié)合”產(chǎn)生信號(hào)。與SHERLOCK、DETECTR相比,CRISPR-Chip技術(shù)的缺點(diǎn)是需要特制的儀器,但優(yōu)點(diǎn)是待測(cè)DNA不需要擴(kuò)增。Aran聯(lián)合創(chuàng)立了一家生物傳感器公司NANOSENS來開發(fā)CRISPR-Chip技術(shù)。

圖片來源:參考資料11

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41 ?Doudna聯(lián)合創(chuàng)立了Mammoth Biosciences以專注開發(fā)DETECTR技術(shù)。Mammoth在2018年4月公開亮相,并于同年7月宣布成功完成A輪融資2300萬美元。公司的其他幾名聯(lián)合創(chuàng)始人都是剛畢業(yè)不久的博士。其中,Chen和Harrington曾是Doudna的博士研究生,剛于2018年畢業(yè),是2018年2月和10月那兩篇Science論文的并列第一或第二作者。

圖片來源:http://mammoth.bio/team

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42 ??張鋒聯(lián)合創(chuàng)立了Sherlock Biosciences專注于開發(fā)SHERLOCK技術(shù)。公司雖然在2019年3月才成立,但已經(jīng)融資4900萬美元。前文提到的兩名聯(lián)合創(chuàng)始人Abudayyeh和Gootenberg曾是張鋒的博士生,也剛畢業(yè)不久。但與Mammoth的創(chuàng)始人的情況不同,兩人決定繼續(xù)在學(xué)術(shù)界耕耘,而把公司交給資深專業(yè)團(tuán)隊(duì)管理。

圖片來源:http://sherlock.bio/

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43 ?? CRISPR分子診斷技術(shù)雖然還沒有產(chǎn)品上市,但前景一片光明。CRISPR-Dx是典型的“顛覆性創(chuàng)新”,先從低端市場(chǎng)(POCT)切入,但有改變IVD產(chǎn)業(yè)格局的巨大潛力。?它既具有qPCR、ddPCR等其它分子診斷技術(shù)的卓越性能,又不依賴于復(fù)雜的儀器,而且具有金標(biāo)免疫層析方法的方便性和低成本。CRISPR-Dx極有可能比CRISPR-Rx更快地到達(dá)市場(chǎng)。

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44 ??我們可以預(yù)料,Doudna和張鋒未來在CRISPR分子診斷領(lǐng)域也會(huì)有ZL之爭(zhēng)。雙方在CRISPR基因編輯和Cas9上的知識(shí)產(chǎn)權(quán)之爭(zhēng)到現(xiàn)在還無定論。但如圖所示,和基因編輯IP有一點(diǎn)不同的是,雙方與診斷有關(guān)的主要ZL申請(qǐng)都是在2013年之后遞交的。2013年3月,美國(guó)ZL歸屬?gòu)摹癴irst-to-invent”轉(zhuǎn)變?yōu)椤癴irst-to-file”系統(tǒng)。也許在新的系統(tǒng)下雙方的ZL權(quán)劃分會(huì)清楚一些。但他們關(guān)于診斷的IP有不少重疊,完全分割清楚并不是一件容易的事。雙方最好的選擇也許是簽署合作協(xié)議,交叉許可各自的ZL。

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Image by Gerd Altmann from Pixabay

45 ??也許多年以后,Doudna和張鋒回首往事,會(huì)對(duì)曾有過的ZL之爭(zhēng)一笑了之。也許多年以后,我們回望這段歲月,才意識(shí)到這是一個(gè)風(fēng)起云涌、英雄輩出的時(shí)代。而我們則有幸見證甚至參與了一連串的革命性生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的誕生和普及:anti-PD-1/PD-L1, CRISPR, CAR-T, iPSC, NGS……星漢燦爛,若出其里,人類的創(chuàng)造力無窮無盡。這更是一個(gè)創(chuàng)新的時(shí)代。(完)


參考資料

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9.??????????? Gootenberg, J. S., et al. (2018). "Multiplexed and portable nucleic acid detection platform with Cas13, Cas12a, and Csm6." Science 360(6387): 439-444.

10.????????? Gootenberg, J. S., et al. (2017). "Nucleic acid detection with CRISPR-Cas13a/C2c2." Science 356(6336): 438-442.

11.????????? Hajian, R., et al. (2019). "Detection of unamplified target genes via CRISPR–Cas9 immobilized on a graphene field-effect transistor." Nature Biomedical Engineering 3(6): 427-437.

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17.????????? Shmakov, S., et al. (2015). "Discovery and Functional Characterization of Diverse Class 2 CRISPR-Cas Systems." Mol Cell 60(3): 385-397.

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19.????????? Vasu, K. and V. Nagaraja (2013). "Diverse functions of restriction-modification systems in addition to cellular defense." Microbiol Mol Biol Rev 77(1): 53-72.

20.????????? Yuan, L., et al. (2017). "A single mutation in the prM protein of Zika virus contributes to fetal microcephaly." Science 358(6365): 933-936.

21. patents.google.com


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