新的基因编辑技术—“RNA桥”,张锋学生Patrick Hsu最新Nature论文

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张锋学生Patrick Hsu(左一)

深究科学 | 来源

6月27日,《自然》连发两篇论文,介绍了一种新的基因组编辑技术,这种技术能在研究者指定的基因组位点插入、倒位或删除长DNA序列,能实现这些基本DNA重排的单步法或提供一种更简易的基因组编辑方法。

该方法或比现有技术更有优势,有望比现有技术进行更精准有效的大规模基因组编辑,以及能介导重组而不是造成需要修复的断裂。

知名华人学者、Arc研究所、伯克利大学助理教授Patrick Hsu是这一研究的通讯作者。

Hsu 与同事描述了一种将可编程重组酶用于基因编辑的技术 。这些重组酶由RNA引导,RNA则作为引导重组酶靶向位点和促进预选编辑的“桥”,这个RNA桥含有一个指定供体DNA序列的区域以及另一个指定基因组插入位点的区域。 这两个区域都能通过独立重编程识别并结合不同的DNA序列或插入位点,并对不同类型的DNA重排使用一种通用机制。这个桥RNA比使用常规重组酶的现有基因编辑技术更易修饰,现有基因编辑技术需利用更复杂的蛋白质-DNA结合位点。

“桥接RNA系统是一种全新的生物编程机制”, Hsu博士表示, “桥接重组可以通过序列特异性插入、切除、反转等方式普遍修改遗传物质,使生物基因组中的碱基处理器超越CRISPR。”

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曾入张锋的公司当首席科学家

值得一提的是,Patrick Hsu是张锋的学生,同样有很高的天分,他也是在Arc研究所创始人之一。

Arc研究所团队成员Patrick Hsu,担任联合创始人和核心研究员

在创立Arc研究所之前,Patrick Hsu也有着非常不凡的闪光履历。

2010年,Patrick Hsu从加利福尼亚大学伯克利分校毕业,获得了分子与细胞生物学专业的学士学位。随后,他进入哈佛大学,成为了指摘诺奖的张锋的首届研究生,在2013年,拿下哈佛大学生物学专业的硕士学位,一年后拿下生物化学专业博士学位。

毕业后,Patrick Hsu的工作经历也非常精彩。他工作的第一家公司Editas Medicine就是由他的导师张锋创立的, 致力于将基因编辑技术应用到人类治疗中,如遗传性眼病,罕见遗传病等 。

后来,Patrick Hsu在索尔克研究所任首席研究员和教员。三年后,他去了加利福尼亚大学伯克利分校任生物工程助理教授兼Deb教职研究员。

为了迎接他,加州大学伯克利分校当时还特意在官网发布新闻:“欢迎Patrick Hsu的到来。”看得出伯克利分校求贤若渴的心情。

紧接着, 2021年12月,他与好友Patrick Collison和Silvana Konermann创建了Arc研究所 。

作为一个生物化学专业的博士,Patrick Hsu主要是研究什么, 在生物化学领域有哪些贡献?

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35岁的MIT年度创新者

作为张锋的第一届研究生,2013年, Patrick Hsu和张锋在《科学》(Science)杂志上刊发了一篇文章,表明CRISPR技术可以应用于人类细胞中,为CRISPR/Cas9技术的早期开发做出了贡献,要知道这篇论文也奠定了张锋在CRISPR领域的地位 。

张锋和Patrick Hsu

2016年开始,Patrick Hsu在Salk研究所任职了三年,带领着实验室的团队发现了 新的RNA引导、RNA靶点,以及可以识别和控制细胞中RNA的CRISPR基因编辑系统 。

最辉煌的一次,是2019年,Patrick Hsu在阿兹海默症领域做的工作。 在过去的时间里,科学家们在阿兹海默症领域披襟斩棘,但都没有获得成功。

2019年, Patrick Hsu利用基因编辑方法,将CRISPR技术成功应用于治疗阿兹海默症的研究,这一研究也让CRISPR技术的临床应用迈上了全新的台阶,也为治疗阿兹海默症迎来曙光 。

借此,Patrick Hsu被《麻省理工科技评论》评为2019年度35岁以下的创新者。在MIT的科研圈里,Patrick Hsu开始崭露头角。

Patrick Hsu在加利福尼亚大学伯克利分校工作期间,主要研究有丝分裂后基因组,治疗性大分子传递,人类神经科学,他的实验室旨在了解和操纵控制大脑和免疫细胞功能的遗传回路,以改善人类健康。

他们还致力于探索自然界丰富的生物多样性,来创造新的分子技术,研究复杂的细胞过程,并开发下一代基因和细胞疗法。

至于为何创办Arc研究所? 对此,Patrick Hsu的回答是—— “我们希望把科学还给科学家,让他们用长期资金去研究自己最好的想法。”