CRISPR的前世今生：酸奶中的CRISPR

　　兩年前，一個縮寫為CRISPR（clustered regularly interspaced short palindromic repeats，規律間隔成簇短回文重復序列）的基因編輯工具橫空出世，席卷了許多實驗室。而在這一系統被開發的數億年前，細菌和古細菌就利用其非常精確的對幾乎每個基因組中的任意序列進行精確修改了。

　　而且這也不是生物學家第一次利用到CRISPR 的作用。早在十年前，奶酪和酸奶制造商們其實就已經通過 CRISPR 生產能夠更好抵御外來噬菌體的發酵材料。“這是一種非常有效的去除病毒的方法，”杜邦營養健康研發部主任Martin Kullen說，“CRISPR 一直被用于解決食物浪費的問題”。

　　發酵過程中噬菌體感染是乳制品生產過程中一直存在的問題，也是一個重要的問題。據世界著名的丹麥科漢森（Chr. Hansen）公司估計，全球大約有2%生產出來的奶酪都受到了噬菌體的攻擊。這種感染還會減少牛奶發酵劑的酸化過程，導致奶油生產商產量銳減10%。

　　然而故事在本世紀初出現了轉機：Philippe Horvath和Rodolphe Barrangou等人完成了嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）的測序，并首次引入了CRISPR的概念。

　　最初他們并不知曉CRISPR序列的作用，但是當研究人員完成了不同菌株的測序后，他們發現了 CRISPR 可能與噬菌體感染，以及隨后的免疫防御有關。

　　在幾年后，這一研究團隊得出結論， CRISPR 序列確實能給予細菌噬菌體抗性，這篇文章發表在Science雜志上，研究人員指出細菌能從威脅它們的病毒上借遺傳序列并將其結合到自己的基因組中，從而試圖躲避病毒未來的進攻。這種獨特的防御系統就包含了CRISPR重復遺傳序列。

　　CRISPR片段在重復段之間有與威脅細菌的病毒序列類似的“間隔區”序列。從這項研究中，他們發現對乳制品生產很重要的嗜熱鏈球菌能從進攻它們的病毒上獲得新的間隔區序列。一段時間后，這些新的間隔區序列使細菌對病毒有免疫，可能是通過沉默病毒基因的表達。

　　杜邦公司對這一技術申請了不少ZL，因此這樣的細節都是保密的，但基本來說乳品生產商都已經知道了部分秘密，他們也會用這種方法來防止細菌受到攻擊。

　　“CRISPR 并不是對抗噬菌體的唯一機制，但這是一個有效的方法，”Horvath說。通過分離這些“CRISPRized”細胞, 食品科學家能得到新的培養物，用于對抗多種病毒的侵襲。

　　杜邦于2007年開始進行這方面的研究。在2012年，該公司宣布了第一個CRISPR商業應用：制作披薩芝士。但是這種方法也并不是完美的，這種所謂的CRISPR逃避突變噬菌體（CRISPR-escape mutant phages）可以通過遺傳突變，逃脫免疫的追擊，改變DNA從而不再是匹配序列了。