CRISPR奇才张锋炼成记:一个闪耀的科学巨星

也许你从未了解过波士顿地区最著名的科学家是谁？。

但是想必“张锋”这个名字，你肯定听说过。他就是波士顿地区响当当的科学家。无论从哪方面来讲—论文、所获奖项、影响力—张锋是一个科学届的超级明星，是世界上最有创造力的生命科学家之一，而且他很年轻，仅仅 36岁。

麻省理工学院(MIT)麦戈文大脑研究所(McGovern Institute for Brain Research )主任罗伯特•德西蒙(Robert Desimone)说：“张锋是这一代科学家中的特殊存在，他看到了我们其他人所忽略的联系。通过看出这些新的联系，他能够做出巨大的新发现。”

这些发现包括两项重大进展:一是大脑科学，一是CRISPR，这是基因编辑的突破性方法。

MIT的张锋教授是一名科学家，在剑桥和麦戈文研究所的基础上，他说他想改变世界并且改变了世界。

一个科学巨星的产生

当张锋11岁的时候，身为计算机学家的父母觉得美式教育比中国的学校更适合他。美式教育提倡不死记硬背，更多地注重实践。

张锋说：“因为我喜欢把东西拆开、打破，美式教育体系更适合我，使我并不局限于某一种特定的学习方式。”

1993年，当他的母亲第一次带他到爱荷华州的得梅因时，他还不会说任何英语，是个“英盲”。但是，他很快就给埃德·皮尔金顿留下了深刻的印象。皮尔金顿曾是一名科学教师，他调整了高中天才计划。

皮尔金顿说：“张不只是高智商，他拥有不可阻挡且源源不断的动力，这是独一无二且难能可贵的。我见过比他考试更好的学生，但不是每个人都能在失败20个实验后还能继续，然后想出一个绝妙的点子。

他很快就不满足于课堂科学。因此，在皮尔金顿的帮助下，16岁的他，在当地一个基因治疗实验室成为了志愿者。生物学不再是关于记忆和臭青蛙的。它是关于控制生命本身的分子。

他回忆说:“我做的第一个实验就是把一个绿色荧光蛋白放入一个细胞中，然后细胞就会发出绿色的光。”“我觉得这很神奇。”

这个绿色发光的细胞是基因治疗实验室为治疗癌症寻找新的治疗方法的一部分。

他意识到“你可以切实地制造出可以帮助人们的生物样品。”从此，科学改变了他。

皮尔金顿说:“对他而言，这不仅仅是新学习。这是发现，是探索，他对此充满激情。他能自主在实验室里待到很晚，而当他有新发现的时候，他的眼睛里就会有光。

张锋获得全额奖学金入学哈佛，然后到斯坦福大学读研究生。在那里，他帮助开发了一种革命性的大脑科学工具—光遗传学，它让研究人员可以用光线控制神经元，从而更多地了解大脑是如何工作的。

麻省理工学院教授Ed Boyden回忆道，该方法对培养皿中的神经元起作用。张开始着手制造能将光遗传转化为活老鼠大脑的病毒，这样科学家就可以利用光来开启和关闭它们的神经回路，从而观察到它是如何影响他们的行为的:进而可以看到这些回路的作用。

Boyden说:“张锋很了解病毒，了解分子生物学。他很快就把这些分子放入病毒载体中，我们再把病毒转入活体大脑中，果然，它成功了!”

太神奇了!我怎样才能利用它呢?

剑桥大学博德研究所院长埃里克•兰德(Eric Lander)表示:“张锋的创造力非常惊人，因为他有着无限的求知欲。张锋以一种你可能会称之为孩子般的方式看待自然世界。他一直保持着对一切事物着迷的能力。

“所以当他看到一种新的细菌或一些生物学过程时，他会说：“哇，太棒了!”我该如何利用它呢?它是如何起作用的呢?我如何展开?’”

张锋对CRISPR做了如下的研究。他和其他人找到了一种方法，将自然界中存在的一种分子剪刀设计成一种对人类非常有用的工具:一种编辑基因的方法，这种方法要简单得多，就像从笔和纸到文字处理一样。

其他的科学家也在CRISPR上做出了贡献，但张锋首先利用CRISPR来编辑动物和植物细胞的基因。2013年初，他在《科学》杂志上发表了一篇重要论文，并发表了另一篇由哈佛大学乔治•丘奇(George Church)领导的开创性文章。

自此，CRISPR席卷了全球数千个实验室。这是对癌症、疟疾和遗传疾病的涡轮增压式研究;它创造了一个全新的基因编辑领域。利用CRISPR来纠正基因疾病（包括镰状细胞性贫血）的临床试验预计最早将在年初开始。

最近的一个下午,在博德研究所实验室，在充满纱布、培养皿和烧瓶细菌培养液的嘈杂房间内，张锋描述了当前实验:我们尝试“设计一个新的DNA片段,这样我们可以将其引入到细胞进而修改RNA。”

利用CRISPR来编辑DNA的化学表兄弟RNA，开辟了医学领域中一个巨大的新领域。编辑DNA是永久的;编辑RNA可能更像打开药物剂量的表盘。

张锋说：“我们真正想做而且我真正充满激情的是努力开发治疗神经系统疾病的方法。”

自从他在大学里看到朋友患有严重的精神疾病以来，他的目标就是攻克大脑疾病。

张锋说：“事实证明，纠正大脑细胞中的DNA是相当具有挑战性的。因此，我们最近做的一些工作已经从DNA转移到RNA片段。”

生物技术之争虽激，但乐意“分享玩具”

CRISPR预计将对盈利性公司价值数十亿美元，张锋卷入了一场被称为“世纪生物技术之战”的专利战。这是一场东海岸与西海岸的冲突，由博得研究所和加州大学伯克利分校展开。

伯克利分校的生物学家迈克尔·艾森直言不讳地加入西海岸阵营,但他给张锋如下称赞—如果假定在不重要的边缘:“他非常擅长搜查文献,常常在这个领域不起眼的文章里。发现一小点可以帮助的东西,然后扑向他们，他拥有野蛮式的高效率”

不过，张锋在CRISPR上的工作是一个分享和冲突的故事。去年秋天，当他获得麻省理工学院50万美元的勒尔森奖时，该奖项不仅引用了他的科学，还引用了他的慷慨。

通过一个当地的非营利组织Addgene，他已经把其他学术研究人员需要的DNA片段发送到60多个国家的2000多个实验室。

Addgene首席科学官梅琳娜·范(Melina Fan)说：“张锋是Addgene的英雄，因为他非常努力地将CRISPR组件分享给其他人。

张锋把这归功于他的母亲:“当我成长的时候，我妈妈总是告诉我，你应该尝试做一些对世界有益的事情，分享是一种对世界有益的方式。”

张教授和他的妻子石玉芬（在斯坦福大学攻读生物医学工程研究生）教育他们两个年幼的孩子：“分享玩具，一起玩耍，你们可以互相享受体验，这真的能放大快乐。”

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天才的傲娇性格在哪？

现在，你可能会想:这个世界级的科学家听起来像个阳光男孩，典型的天才傲娇性格在哪里？

张的研究生Omar Abudayyeh说：“不在这里。”当人们认为张锋肯定加班加点完成这么多任务时，他就会站出来反驳。他说，张锋是一位难得的良师益友，非常宽容。

他说：“有一次，我真的搞砸了，他浪费了张锋数小时，因为我不小心把错误的管子给了他导致这个实验没有成功。”

Abudayyeh羞愧的对张锋回忆道：“对不起，我昨天应该给你现在这个管子。”他只是看着我，说：“Omar，Omar，没关系，我明天再做。”

Abudayyeh说：“他真的很有耐心，我猜测他愿意看着我们长大。”

研究生Jonathan Gootenberg说：“他鼓励他的学生们“去修补”，带领他们像神探夏洛克一样进步，后来，在纸上做了一个新的基于CRISPR的测试，就像怀孕测试一样，可以诊断疾病。

成长中的年轻科学家

张锋希望帮助更多的年轻科学家成长:他一直在为支持科学教育的组织捐献他的科学奖金。在过去的几年里，他获得了大约150万美元的奖金——比诺贝尔奖的奖金还要多——而且他还多次获得诺贝尔奖的提名。

伯克利的Eisen说，世界需要更多像张锋这样的科学家。正如他的故事所讲，在小时候进行正确的教育对以后很有帮助。

艾森说:“我认为我们所有成功的科学家都应该归功于我们小时候的经历。如果我们重视像张锋这样的科学家，那么我们应该更加重视每一个潜在科学家，使他们都能有机会成长——而我们显然没有。”

布罗德研究所主任Lander指出，张锋成功的另一个因素是：他不怕失败，因为他正在享受快乐，更高层次的快乐。

Lander说:“研究自然过程中的乐趣让人迷恋，很奇妙，没有任何东西能与之相媲美。这就是为什么科学家要做科学研究，而张锋表现的如此明显—你可以从他的脸上看到喜悦。”

Lander说，在未来，他希望张锋能找到并开发出更加令人惊讶方法（比如CRISPR）这是自然创造出来的，但对人类自身有很大的价值。

原文来源：CRISPR Wizard Feng Zhang: The Making Of A Sunny Science Superstar

（转化医学网360zhyx.com）