定义CRISPR的未来

对于食品科学家Rodolphe Barrangou来说，好的科学研究就像一顿美食。

他说:“我们在北卡罗莱纳州做研究的方式，本质上是让我成为一个伟大的厨师。”“我有一个很棒的厨房，里面有我的实验室设备。我有一个很棒的烹饪团队，包括我们的学生和员工。然后我们就有了很棒的食谱，我们可以把所有这些材料结合在一起，做出一份杰作。”

巴朗古的杰作涉及到一项新兴技术，它是科学界最热门的流行语之一:CRISPR。Todd R. Klaenhammer益生菌研究杰出教授是这一领域的世界顶级专家之一。十多年来，他和他的团队一直在使用不同的CRISPR序列为乳牛细菌接种疫苗，以对抗数千种常见的乳牛病毒。

在这个过程中，这位北卡罗来纳州立大学的毕业生与人共同创立了一家成功的初创公司，赢得了国际奖项，指导了下一代CRISPR研究人员，并帮助推进了广泛领域的基因研究。他和他的科学家伙伴们才刚刚开始挖掘CRISPR的潜力。

CRISPR是什么?

这种复杂的技术起源于自然。CRISPR (Clustered Regularly Interspaced short Palindromic Repeats的缩写)是一种细菌的适应性免疫系统这使它们能够抵御入侵的基因元素，如病毒。巴兰古说:“就像我们有免疫系统一样，细菌也有免疫系统。”“CRISPR它。”

近年来，科学家们利用这一自然过程来创造工具，可以编辑从细菌到人类的一切基因组。“这项技术可以用来切割任何你想要的DNA片段，”巴朗古说。

利用CRISPR，酶在DNA中产生不同类型的切割。最常见的是Cas9，它就像一种分子手术刀，切割出科学家想要移除的目标DNA序列。然后，内源性DNA修复机制进入并在切割的位置精确地重写DNA序列。

巴朗古把这个系统比作文字处理软件。他说:“你可以像添加一个单词一样添加一个基因，像删除一个单词一样删除一个基因，甚至添加一个完整的句子或删除一个完整的段落。”“你可以重写或改正错误。”

对人类来说，这可能意味着纠正基因错误这导致了致命的疾病。他说:“如果你有一种遗传疾病和一个有缺陷的基因序列，你可以进来，切割它，识别它，切割它，然后用一个健康的等位基因替换它。”

在短短的几年中，它从一个小众的新奇事物变成了一种科学狂热——应用于广泛的领域。巴兰古说:“CRISPR是那些正在超越和改变医学、农业和生物技术领域下一代产品的研发和生成的罕见技术之一。”

CRISPR实验室

巴兰古在北卡罗来纳州的实验室食品，生物加工和营养科学系有三个目标:了解CRISPR及其在细菌中的工作原理;利用这种理解来开发CRISPR技术，以特定的方式使用CRISPR;并利用CRISPR技术来培育食品中使用的更好的细菌和益生菌菌株。

该实验室的主要研究重点是改进酸奶和奶酪等人工养殖乳制品。巴兰古和他的团队使用CRISPR技术为用来发酵这些食物的细菌接种疫苗，以对抗噬菌体病毒，因为噬菌体病毒会污染甚至破坏发酵剂。这个过程生产出的产品质量更稳定，保鲜时间更长。

他们的工作也有助于使我们吃的乳制品更健康．他说:“我们在益生菌菌株中使用CRISPR-Cas来增强它们的特征和功能属性，推动它们在胃肠道中的生存，并增强它们的能力，让我们更健康、更好、更快乐。”

巴兰古说，这种方法非常成功，现在已经被应用到每一种商业生产的乳制品中。“这意味着，从中国到阿根廷的任何地方，如果你吃了一块楔形奶酪、一块玉米片、一片披萨、一个芝士汉堡、一口酸奶，你就吃了一种crispr强化的乳制品，”他说。

自从巴兰古在美国发表了最早的CRISPR研究论文之一科学2007年，他的形象随着CRISPR的提升而提升。他被广泛认为是该技术的领先权威，赞誉也在不断累积。

今年，他一直在当选为美国国家科学院院士并赢得了奥斯卡奖粮食和农业科学奖．2016年，他赢得了加拿大Gairdner奖和沃伦·阿尔珀特基金会奖是该领域最负盛名的两项医学研究奖项。

实验室之外

巴兰古将帮助公众了解CRISPR的重要性作为自己的使命。分解这门复杂的科学并帮助人们理解它与他们生活的关系并不容易。

“这是一个相当大的挑战。它需要更好地沟通，教育公众关于我们面前的伟大科学革命的能力，”他说。

他做到这一点的一种方式是担任《新京报》的首任主编CRISPR杂志该项目旨在通过与全球科学家分享研究成果，推动该领域的发展。巴兰古说:“这是一顶令人兴奋的帽子，它真的打开了我对科学边界的认识。”

他还联合创立了Locus Biosciences，这是一家位于Research Triangle Park的生物技术公司，使用CRISPR技术开发下一代精准抗菌剂。这家初创公司源于他的实验室工作。

巴兰古说:“我们在北卡罗来纳州立大学做的一件伟大的事情，不仅仅是培养下一代成功的校友，不仅仅是发明下一代技术，不仅仅是增强我们对世界的科学知识——我们想要创业。”“我们把它走出实验室，进入市场．”

CRISPR的未来

目前，CRISPR的潜力似乎是无穷无尽的，巴兰古决心继续突破极限。

科学家们目前正在探索如何利用各种酶的不同功能，这些酶可以用来在DNA中产生切割。Cas9是多年来的标准，但巴兰古的团队也一直在研究Cas3，一种酶，可以切割细菌细胞的DNA，然后基本上把它咀嚼到无法修复的地步，破坏细胞。

他说:“大多数人现在使用的是数量非常少的CRISPR-Cas系统。”“自然界中存在着一座金矿，我们还在继续挖掘。”

这种潜力进步和发现是巴兰古每天都来实验室的原因他知道CRISPR已经在帮助世界，但他想继续让它变得更好。

巴兰古说:“我们正在努力改进和开发这些CRISPR工具，使下一代工具更好、更精简、更快、更便宜、更有效，从而真正进入CRISPR热潮的下一个阶段。”“这仅仅是个开始。”