第172章 基因剪刀

第172章 基因剪刀

张伟的核苷修饰解决了mRNA突破免疫系统的问题后，钱院士所提到的基因编辑技术，就成了mRNA疫苗研发过程中最大的难点。

说是难点，并不是做不到，而是做起来很困难，需要消耗大量的金钱和时间。

找病毒抗原并不困难，可要将这段抗原所对应的基因序列单独进行编辑，以当时的基因技术而言，的确是有些困难。

举个例子，新型冠状病毒的目标抗原是病毒的刺突蛋白，所以只要将刺突蛋白的mRNA序列剪下来作为模板，就能获得所需要的mRNA原液，从而制备出相应的mRNA疫苗。

但是如何将这段刺突蛋白的mRNA序列，从病毒的基因中剪下来，就需要很多很复杂的实验，最终能否成功还得看一些运气。

人类在七十年代发现了限制性核酸内切酶这种物质，这种酶可以识别特定的脱氧核苷酸序列，对特定部位的两个脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割。

说人话就是，这种酶可以将基因片段切开。

从此以后人类便有了基因编辑技术。

但是使用核酸内切酶来切割基因片段，有一个致命性的缺点，那就是准确性和效率都很低。

首先就是核酸内切酶经常无法进入到靶细胞，也就是说我想切基因片段的时候，十几刀切下去，却一刀没切中。

与之相比灭活疫苗在研发的过程中，成本肯定是有优势的，病毒灭活的技术都用了几十年了，非常的成熟，成本也完全在可控范围之内。

其次就是人类的基因中，每隔500个碱基才能有一個靶点进行切割，也就说不是你想切多长就切多长，必须得500个碱基才能切一刀。

如果我能够改进一下基因编辑技术，或者说我可以研发出一种新的基因编辑技术，降低mRNA疫苗的研发成本，国药能不能考虑投资mRNA疫苗的研发？”

八十年代中期，科学家发现了锌指蛋白，这种蛋白可以跟核酸内切酶连接，进而发展出了锌指核酸酶技术。这种技术可以实现DNA的定点切割，精度上大大的提高。

“你要研发新的基因编辑技术？”三位院士同时一惊。

最后还是价格因素，锌指蛋白价格很贵，一次实验差不多要花掉5000美金的锌指蛋白，即便是财大气粗的美国人，也玩不起这种实验。

从这方面考虑，国药不愿意花钱投入到mRNA疫苗技术，也是有理有据的决策。

张伟却没有放弃，他开口说道：“现用的基因编辑主要采用的锌指核酸酶技术，虽然这项技术已经用了二十年了，但的确有很多缺点，会提高mRNA疫苗研发的成本。

“孟主任，你放心，我既然敢提这件事，肯定是有思路的。”张伟一脸淡定的说。

你要是想要600个碱基的片段，只能去切1000的，600个碱基的那一刀切不了。

其次就是核酸内切酶的准确性太差，就比如我要切的是这一段基因片段，但最终切下来的是另一端基因片段，又或者是切多了或者切少了。

再考虑到张伟是二十岁便能在《科学》上发表文章的天才学者，说不定是真的有法子，研发出新的基因编辑技术。

但是这种技术同样具有很大的局限性，首先是锌指蛋白会影响特定核苷酸序列的识别和结合，也就是说不是你想切什么就是什么。

无论是切不到，或者是切不准，都是极其影响效率的事情。更何况使用这种方法来编辑基因，成本还挺高的，不是家里有矿的，根本玩不起！

过去几十年的基因编辑技术，也都是依托于限制性核酸内切酶进行研究的，所有的基因编辑研究，都是想办法提高核酸内切酶的精准度。

三位院士也觉得张伟是在吹牛逼，但看到张伟这副淡定的模样，又觉得张伟或许并不是无的放矢。

一直到二十一世纪的前十年，人类使用的都是这种基因编辑技术。

这种基因编辑技术放在mRNA的疫苗研发上，便会出现做几百次实验，都得不到抗原所对应的基因序列的情况，等于是几百万美元花出去，连个水漂都没见到。

……

钱院士解释的很清楚，现场的也都是专业人士，能明白国药集团的顾虑。

孟鹤鸣也赶紧劝道：“张伟，基因编辑技术也不是说研发就能研发出来的，现有的锌指核酸酶技术用了二十多年了，也没见有新技术出现，这种事情要从长计议，可不能说大话！”

三位院士互相对视了一眼，最终依旧是钱院士开口问道：“张伟老师，你所说的基因编辑技术的新思路，该不会是利用转录激活因子，激活基因的转录能力吧？”

“钱院士也看过这方面的文献？”张伟笑着问。

“我看过一些文献，国外已经有这方面的研究了。”钱院士点了点头，接着对王董事解释道；“有一种黄单胞杆菌，是植物中常见的病原体细菌，也是水稻白叶枯病最主要的成因。

这种黄单胞杆菌可以分泌一种蛋白质，这是一种转录因子，可以结合宿主基因组，并激活其转录的能力。

所以便有科学家希望利用这种转录能力，激活基因表达，从而达到基因编辑的目的。若是能够将这种转录因子与核酸内切酶融合的话，将会带来一种革命性的基因编辑技术。”

王董事点了点头，大致算是明白过来，随后他开口问道：“这个项目做起来，应该并不简单吧？”

“当然不简单了，我也只是在国外的一些文献中提起过，可能有若干的团队，在国外大企业的资助下进行这方面的研究，国内的话应该还没有人做这个领域的研究。”钱院士开口道。

下一秒，众人的目光都望向了张伟，仿佛在询问，这种高难度的项目，你真能做得成么？

张伟依旧是淡定如斯，他开口说道：“我既然提出来，肯定是有把握的。”

“真是初生牛不怕虎啊，我这么年轻的时候也像张伟老师这样，浑身上下都是闯劲！但科研这种事情，可不是靠嘴巴说有把握，就能做出来的！”钱院士笑着提醒道。

“要不这样吧，给我半年的时间，半年之后，我请王董事和三位院士再来一趟，看看我的成果。如果到时候成果确实能入得了各位的法眼，那么mRNA疫苗这个项目，国药集团可就不要再推辞了。”张伟开口道。

“半年？时间够吗？”这次提问的是王董事，他接着说道：“我虽然不是科学家，但我也知道，科研这种事情是急不得的，做实验也需要时间。

张伟老师，不如把时间定的宽松一些吧！反正一款疫苗的研发，动辄就要花费十几年，也不急于这一时。”

“王董事，你放心好了，我这个人做科研，最大的特点就是快！我说半年出成果，就半年出成果！您要是不信，我可以立军令状啊！”张伟信誓旦旦的说道。

“没这个必要，咱们这里又不是军营，立什么军令状啊！”王董事赶紧摆了摆手。

这种事情，就算是立军令状，也没有什么处罚依据，国药跟清大是两个不同的单位，连罚酒三杯都做不到。

即便王董事认为张伟是在吹牛，也只能做足了人情世故，摆出一副期待的表情，开口说道：“那我就期待张伟老师的研发成果了。”

……

送走了三位院士，张伟便被孟鹤鸣叫到了办公室里。

“伱确定要做这个项目？我刚刚查过了一些资料，利用转录激活因子进行基因编辑的想法固然可行，但目前仅仅停留在理论层面。”孟鹤鸣开口道。

“我做了，就不是理论层面了。”张伟自信满满的说道。

“这个项目难度很大！”孟鹤鸣接着提醒道。

“不放一颗大卫星，怎么套住国药集团？总得让他们投mRNA疫苗的研发吧！”

“其实关于mRNA疫苗的研发，你完全不用着急，你的论文才刚刚发表，那些制药企业还都处于观望阶段，没有企业来投资很正常。”

“能不急嘛，我还想快点拿诺奖呢！最年轻的诺贝尔奖得主是谁来着，劳伦斯-布拉格吧！他25岁就拿到了诺奖，我这都二十了，还有五年！”张伟笑呵呵呵说道。

“劳伦斯-布拉格拿诺奖，是1915年！那时候还是科学的蛮荒时代，能跟现在比么！”

孟鹤鸣话音顿了顿，接着道：“再者说来，你做科研，不得花钱？资金从哪来？总得跟学校申请吧！这也得需要时间。你没有必要把自己逼的太紧，还立什么半年的军令状！”

“核苷修饰的项目，不还有结余款么！你们昨天还都盯着我这点结余款呢，现在就忘了？我呢也正好借着这个新项目，把结余款都花了，到时候也省的你们惦记了！”张伟回应道。

“你现在要做的是基因编辑，就你那点结余款，能做几次实验？别的不说，像是现有的锌指核酸酶技术，做一次实验成本就要5000美金打底。”

“转录激活因子是黄单胞菌分泌的，黄单胞菌很常见，路边找个枯黄的草叶子，说不定都能采集到，成本没那么高！”张伟依旧是一副乐呵呵的表情。

“但一样得用到核酸内切酶吧？一样得用到其他试剂吧？说不定你实验做到一半，就会发现要用到某种昂贵的试剂才能进行下去！”

“没事，到时候跟学校申请呗！我去讹顾校长，他好意思不给？咱们清大一年几十亿的科研经费，多给我花点怎么了！”张伟没心没肺的说。

“一年几十亿的经费，还能都花在你头上？其他人不做项目了？”

“其他人做的项目，能拿诺奖？”

张伟一句反问，孟鹤鸣顿时一脸无语。

你能拿诺奖，你牛逼！

张伟仍旧是一脸笑嘻嘻，开口说道：“孟主任，就让我先做一做，试一试嘛。您是知道的，我这人又懒又怂的，要是后面项目做不下去，都用不着您开口，我自己就停下来了！

可万一我要是把新的基因编辑技术给做出来，那可是重大的科研成果，整个生物科学的研究都会掀起一场革命，到时候光是卖专利，咱们清大就赚翻了！”

……

八十年代时研发出来，并且一直使用的锌指核酸酶技术，是第一代的基因编辑技术，也是当时普遍使用的技术。

钱院士所提到的转录激活因子，是第二代基因编辑技术，这套技术到了2010年左右，才被研发出来。

这种技术也是基于核酸内切酶所研发出来的技术，由于构建过程比较繁琐，操作难度也要比第一代技术大的多，需要有一定实验技能的操作员才能实施操作。

而且这种第二代的基因编辑技术，比较容易脱靶，现实操作中效率不超过25%，也就是说进行基因编辑的时候，每四刀切下去，才能命中一刀。

这样的效率，真到了做实验的时候，其实是很令人捉急的。这意味着实验员得准备四份样品，才能确保有一份样品可以命中靶细胞。

运气差一些的话，每一份都是那75%的脱靶概率，也不是不可能！毕竟四份样品全部脱靶的概率，也高达31.64%。得准备八份样品，才能确保有90%的概率命中靶细胞。

跟第一代的基因编辑技术相比，这第二代技术已经算是革命性的飞跃了，但这并不是张伟的目标。

当钱院士提到转录激活因子的时候，张伟顺便也就放了这颗烟雾弹。

张伟要做的，其实是第三代基因编辑技术。

也就是CRISPR-Cas，俗称“基因剪刀”！

前两代的基因编辑技术，都是在核酸内切酶的基础上进行研究的，但第三代的基因剪刀不同，这是一种全新的基因编辑理论。

在细菌的基因组内，有一段重复序列，被称之为CRISPR，这段序列非常古老，可以追溯到细菌的诞生。

而这段序列的就是细菌与病毒斗争的免疫武器。

当细菌发现病毒入侵时，CRISPR就会生成一种名叫Cas9的酶，从而形成一套名为CRISPR-Cas9的免疫系统。

这套免疫系统可以直接将入侵病毒DNA序列直接切除掉，从而起到抵御病毒入侵的作用。

我们正常了解到的免疫系统，都是根据抗原产生抗体，然后再起到免疫效果。

而这种CRISPR-Cas9，则是直接针对入侵者的DNA，把入侵者的DNA直接切碎，自然也就将入侵者消灭在了萌芽当中。

这正是基因剪刀的原理，既然CRISPR-Cas9直接切断DNA序列，那也就意味着可以用这种技术，来切割基因片段。

我想要那段基因，直接用CRISPR-Cas9去切一刀，不就万事大吉了么！

(本章完)