CRISPR奇才張鋒煉成記:一個閃耀的科學巨星

　　 也許你從未了解過波士頓地區最著名的科學家是誰？

　　但是想必“張鋒”這個名字，你肯定聽說過。他就是波士頓地區響當當的科學家。無論從哪方面來講—論文、所獲獎項、影響力—張鋒是一個科學屆的超級明星，是世界上最有創造力的生命科學家之一，而且他很年輕，僅僅 36歲。

　　麻省理工學院(MIT)麥戈文大腦研究所(McGovern Institute for Brain Research )主任羅伯特?德西蒙(Robert Desimone)說：“張鋒是這一代科學家中的特殊存在，他看到了我們其他人所忽略的聯系。通過看出這些新的聯系，他能夠做出巨大的新發現。”

　　這些發現包括兩項重大進展:一是大腦科學，一是CRISPR，這是基因編輯的突破性方法。

　　MIT的張鋒教授是一名科學家，在劍橋和麥戈文研究所的基礎上，他說他想改變世界并且改變了世界。

　　一個科學巨星的產生

　　當張鋒11歲的時候，身為計算機學家的父母覺得美式教育比中國的學校更適合他。美式教育提倡不死記硬背，更多地注重實踐。

　　張鋒說：“因為我喜歡把東西拆開、打破，美式教育體系更適合我，使我并不局限于某一種特定的學習方式。”

　　1993年，當他的母親第一次帶他到愛荷華州的得梅因時，他還不會說任何英語，是個“英盲”。但是，他很快就給埃德·皮爾金頓留下了深刻的印象。皮爾金頓曾是一名科學教師，他調整了高中天才計劃。

　　皮爾金頓說：“張不只是高智商，他擁有不可阻擋且源源不斷的動力，這是獨一無二且難能可貴的。我見過比他考試更好的學生，但不是每個人都能在失敗20個實驗后還能繼續，然后想出一個絕妙的點子。

　　他很快就不滿足于課堂科學。因此，在皮爾金頓的幫助下，16歲的他，在當地一個基因治療實驗室成為了志愿者。生物學不再是關于記憶和臭青蛙的。它是關于控制生命本身的分子。

　　他回憶說:“我做的第一個實驗就是把一個綠色熒光蛋白放入一個細胞中，然后細胞就會發出綠色的光。”“我覺得這很神奇。”

　　這個綠色發光的細胞是基因治療實驗室為治療癌癥尋找新的治療方法的一部分。

　　他意識到“你可以切實地制造出可以幫助人們的生物樣品。”從此，科學改變了他。

　　皮爾金頓說:“對他而言，這不僅僅是新學習。這是發現，是探索，他對此充滿激情。他能自主在實驗室里待到很晚，而當他有新發現的時候，他的眼睛里就會有光。

　　張鋒獲得全額獎學金入學哈佛，然后到斯坦福大學讀研究生。在那里，他幫助開發了一種革命性的大腦科學工具—光遺傳學，它讓研究人員可以用光線控制神經元，從而更多地了解大腦是如何工作的。

　　麻省理工學院教授Ed Boyden回憶道，該方法對培養皿中的神經元起作用。張開始著手制造能將光遺傳轉化為活老鼠大腦的病毒，這樣科學家就可以利用光來開啟和關閉它們的神經回路，從而觀察到它是如何影響他們的行為的:進而可以看到這些回路的作用。

　　Boyden說:“張鋒很了解病毒，了解分子生物學。他很快就把這些分子放入病毒載體中，我們再把病毒轉入活體大腦中，果然，它成功了!”

　　太神奇了!我怎樣才能利用它呢?

　　劍橋大學博德研究所院長埃里克?蘭德(Eric Lander)表示:“張鋒的創造力非常驚人，因為他有著無限的求知欲。張鋒以一種你可能會稱之為孩子般的方式看待自然世界。他一直保持著對一切事物著迷的能力。

　　“所以當他看到一種新的細菌或一些生物學過程時，他會說：“哇，太棒了!”我該如何利用它呢?它是如何起作用的呢?我如何展開?’”

　　張鋒對CRISPR做了如下的研究。他和其他人找到了一種方法，將自然界中存在的一種分子剪刀設計成一種對人類非常有用的工具:一種編輯基因的方法，這種方法要簡單得多，就像從筆和紙到文字處理一樣。

　　其他的科學家也在CRISPR上做出了貢獻，但張鋒首先利用CRISPR來編輯動物和植物細胞的基因。2013年初，他在《科學》雜志上發表了一篇重要論文，并發表了另一篇由哈佛大學喬治?丘奇(George Church)領導的開創性文章。

　　自此，CRISPR席卷了全球數千個實驗室。這是對癌癥、瘧疾和遺傳疾病的渦輪增壓式研究；它創造了一個全新的基因編輯領域。利用CRISPR來糾正基因疾病（包括鐮狀細胞性貧血）的臨床試驗預計最早將在年初開始。

　　最近的一個下午,在博德研究所實驗室，在充滿紗布、培養皿和燒瓶細菌培養液的嘈雜房間內，張鋒描述了當前實驗:我們嘗試“設計一個新的DNA片段,這樣我們可以將其引入到細胞進而修改RNA。”

　　利用CRISPR來編輯DNA的化學表兄弟RNA，開辟了醫學領域中一個巨大的新領域。編輯DNA是永久的；編輯RNA可能更像打開藥物劑量的表盤。

　　張鋒說：“我們真正想做而且我真正充滿激情的是努力開發治療神經系統疾病的方法。”

　　自從他在大學里看到朋友患有嚴重的精神疾病以來，他的目標就是攻克大腦疾病。

　　張鋒說：“事實證明，糾正大腦細胞中的DNA是相當具有挑戰性的。因此，我們最近做的一些工作已經從DNA轉移到RNA片段。”

　　生物技術之爭雖激，但樂意“分享玩具”

　　CRISPR預計將對盈利性公司價值數十億美元，張鋒卷入了一場被稱為“世紀生物技術之戰”的ZL戰。這是一場東海岸與西海岸的沖突，由博得研究所和加州大學伯克利分校展開。

　　伯克利分校的生物學家邁克爾·艾森直言不諱地加入西海岸陣營,但他給張鋒如下稱贊—如果假定在不重要的邊緣:“他非常擅長搜查文獻,常常在這個領域不起眼的文章里。發現一小點可以幫助的東西,然后撲向他們，他擁有野蠻式的高效率”

　　不過，張鋒在CRISPR上的工作是一個分享和沖突的故事。去年秋天，當他獲得麻省理工學院50萬美元的勒爾森獎時，該獎項不僅引用了他的科學，還引用了他的慷慨。

　　通過一個當地的非營利組織Addgene，他已經把其他學術研究人員需要的DNA片段發送到60多個國家的2000多個實驗室。

　　Addgene首席科學官梅琳娜·范(Melina Fan)說：“張鋒是Addgene的英雄，因為他非常努力地將CRISPR組件分享給其他人。

　　張鋒把這歸功于他的母親:“當我成長的時候，我媽媽總是告訴我，你應該嘗試做一些對世界有益的事情，分享是一種對世界有益的方式。”

　　張教授和他的妻子石玉芬（在斯坦福大學攻讀生物醫學工程研究生）教育他們兩個年幼的孩子：“分享玩具，一起玩耍，你們可以互相享受體驗，這真的能放大快樂。”

　　天才的傲嬌性格在哪？

　　現在，你可能會想:這個世界級的科學家聽起來像個陽光男孩，典型的天才傲嬌性格在哪里？

　　張的研究生Omar Abudayyeh說：“不在這里。”當人們認為張鋒肯定加班加點完成這么多任務時，他就會站出來反駁。他說，張鋒是一位難得的良師益友，非常寬容。

　　他說：“有一次，我真的搞砸了，他浪費了張鋒數小時，因為我不小心把錯誤的管子給了他導致這個實驗沒有成功。”

　　Abudayyeh羞愧的對張鋒回憶道：“對不起，我昨天應該給你現在這個管子。”他只是看著我，說：“Omar，Omar，沒關系，我明天再做。”

　　Abudayyeh說：“他真的很有耐心，我猜測他愿意看著我們長大。”

　　研究生Jonathan Gootenberg說：“他鼓勵他的學生們“去修補”，帶領他們像神探夏洛克一樣進步，后來，在紙上做了一個新的基于CRISPR的測試，就像懷孕測試一樣，可以診斷疾病。

　　成長中的年輕科學家

　　張鋒希望幫助更多的年輕科學家成長:他一直在為支持科學教育的組織捐獻他的科學獎金。在過去的幾年里，他獲得了大約150萬美元的獎金——比諾貝爾獎的獎金還要多——而且他還多次獲得諾貝爾獎的提名。

　　伯克利的Eisen說，世界需要更多像張鋒這樣的科學家。正如他的故事所講，在小時候進行正確的教育對以后很有幫助。

　　艾森說:“我認為我們所有成功的科學家都應該歸功于我們小時候的經歷。如果我們重視像張鋒這樣的科學家，那么我們應該更加重視每一個潛在科學家，使他們都能有機會成長——而我們顯然沒有。”

　　布羅德研究所主任Lander指出，張鋒成功的另一個因素是：他不怕失敗，因為他正在享受快樂，更高層次的快樂。

　　Lander說:“研究自然過程中的樂趣讓人迷戀，很奇妙，沒有任何東西能與之相媲美。這就是為什么科學家要做科學研究，而張鋒表現的如此明顯—你可以從他的臉上看到喜悅。”

　　Lander說，在未來，他希望張鋒能找到并開發出更加令人驚訝方法（比如CRISPR）這是自然創造出來的，但對人類自身有很大的價值。