Най-трансформационният биолог на нашата ера?

2023 Автор: Agatha Gilson | [email protected]. Последно модифициран: 2023-08-25 04:57

От континенталната част до сърцето

Ерик Дж. Топол, д-р: Здравейте. Това е Ерик Топол, главен редактор на Medscape. Радвам се да приветствам Фън Джанг, който днес е с нас, за да обсъдим своята изключителна работа в CRISPR (групирани редовно, преплитащи се с къси палиндромни повторения). Той е в Широкия институт и е професор по невронауки в Института за мозъчни изследвания Макговърн. Фън, добре дошли.

Доктор по фън Джан: Благодаря, д-р Топол. Удоволствие е да съм тук.

Д-р Топол: Разбрах, че Фън означава „глава на копието“. Това ли е преводът на китайски?

Д-р Джан: Това означава остро.

Д-р Топол: Вие сте наречен най-трансформационният биолог на нашата ера. Това е доста добре за някой млад като теб, само на средата на 30-те.

Д-р Джан: Просто се опитвам да направя нещо полезно и, надявам се, ще подобри живота ни.

Д-р Топол: Вече сте направили много за кратко време. Дойдохте в Съединените щати, когато бяхте само на 11 години, с майка си. Това вярно ли е?

Д-р Джан: Да. Роден съм и израснах в Китай. Когато бях на 11, дойдох в САЩ със семейството си. Преместихме се в Де Мойн, Айова. Беше феноменално преживяване. Хората са били толкова топли и приветливи. Системата на държавните училища в Де Мойн беше фантастична. Учителите наистина се интересуваха от образованието на учениците. Те потърсиха възможности и ни ги доведоха, за да можем да развием собствените си интереси. Не мога да си представя по-добро място да порасна и да получа образование от Де Мойн, Айова.

Д-р Топол: Сърцевината на Америка. Как се навихте в Де Мойн?

Д-р Джан: Интересна история. Майка ми беше гостуващ учен в университета в Дюбюк. Тя имаше възможност да посети едно от училищата в Дюбюк. Образованието там беше много различно от начина, по който преподават в Китай. Много по-малко се съсредоточава върху запаметяването на рота и учениците получават да използват ръцете си и се опитват да развият нещата. Тя си помисли: Не би ли било чудесно, ако и аз да доведа сина си тук? Реши да остане в Съединените щати и да работи, след което ме доведе.

Ранен интерес към генната терапия

Д-р Топол: Разбрах, че майка ви би ви зарязала и ще ви чака в колата, докато правите експерименти в лаборатория за генна терапия. Това вярно ли е?

Д-р Джан: Да. Болницата на методистите в Де Мойн има лаборатория за генна терапия и програма за стаж. Моят учител в гимназията Ед Пилкингтън ми каза, когато бях второкурсник, „Знам, че се интересуваш от молекулярна биология. Има тази страхотна възможност. Бихте ли искали да се регистрирате и да работите доброволно там?“

Именно там срещнах първия си ментор, д-р Джон Леви. Той беше молекулен биолог; и той е умен, интелигентен и фантастичен учител. Той щеше да седи с мен всеки следобед, да извади лист 8, 5 X 11 хартия и просто да драска всякакви увлекателни знания по биология там. Всеки ден щях да ходя след училище в 14:00 и да стоя до 7:00 или 8:00. В науката времето може да бъде непредсказуемо. Бедната ми майка би седнала на паркинга и ме чакаше да завърша експериментите.

Д-р Топол: Когато бяхте в гимназията, спечелихте наградата Intel - получихте трето място. Дори се интересувахте от излекуването на ХИВ в такава млада възраст. Това вярно ли е?

Д-р Джан: Това беше проектът, по който работих в лабораторията за генна терапия. Лабораторията работеше върху вирусни вектори за доставяне на гени за лечение на рак. Един от векторите, които използваха, беше ретровирус. Работих с Джон, за да разбера как ХИВ вирусът събира различни компоненти. Използвахме ретровируса като модел и това бе основата на проекта. Беше много забавно и фантастична възможност за учене.

Д-р Топол: След това отидохте в Харвард и получихте комбинирана степен - бакалавърска степен по химия и физика. След това се насочихте към Станфорд, където сте получили докторска степен по химия. И има страна от вас, която хората може да не са наясно. В Стенфорд работихте по оптогенетика, в лабораториите на Карл Дейсерот. Разкажете ни за това.

Д-р Джан: След Айова отидох в Харвард за подземен. Там продължих да работя с вируси. Направих проучвания с Дон Уайли, който е структурен биолог, а също и Xiaowei Zhuang, който гледа на вирусна инфекция. През това време един от добрите ми приятели разработи епизод на психиатрична болест. Преди това нямах никаква оценка за това. Мислех, че като много други хора, че психиатричната болест е просто човек, който не е достатъчно силен. Просто трябва да имате по-силна сила на волята и ще я преодолеете.

Чрез този процес разбрах, че психиатричната болест е много физическо заболяване, точно като рак или диабет. Това е нещо, което засяга мозъка. Исках да науча повече за мозъка. Когато отидох в Станфорд, имах възможността да се срещна с Карл Дейсерот, който е и биоинженер-невролог, и практикуващ психиатър. Имах страхотен разговор, в който той ми разказа за своята визия за разработване на нови технологии, за да направи изследването на мозъка по-достъпно. Бях наистина вдъхновен от тази визия, така че се присъединих към Карл, когато той тъкмо стартира лабораторията си и започна да работи по оптогенетика.

Д-р Топол: Сега много хора от медицинската общност не достигат скорост нито по CRISPR, нито по оптогенетика. Искате ли да ни разкажете малко за това какво означава това?

Д-р Джан: Оптогенетиката е начин за стимулиране на мозъчните клетки с помощта на светлина. Мозъчните клетки имат много различни видове и различните клетки образуват различни вериги, които контролират нашите движения или начина, по който мислим. За да разберем мозъчната болест, трябва да разберем къде е различната схема в мозъка. Оптогенетиката ни позволява да използваме светлина, за да стимулираме конкретни групи клетки, за да можем систематично да картографираме как е свързан мозъкът и как работят нещата.

Д-р Топол: Това е изключително изследователско средство за разбиране на мозъка и може би далеч отвъд това в бъдеще.

Случайна забележка отваря врати към CRISPR

Д-р Топол: Връщайки се към CRISPR, след това се върнахте в Бостън и MIT и създадохте магазин там. Тогава започнахте да се задълбочавате в историята на CRISPR; това вярно ли е?

Д-р Джан: Точно така. Едно от оставащите предизвикателства с оптогенетиката беше как да поставим този ген на конкретни места в генома, така че да можем да контролираме специфични видове мозъчни клетки. Това ме обърна към редактиране на геноми. Започнах, като разгледах нуклеасите на цинковия пръст. Започнах да работя с нуклеаси на цинкови пръсти, но се оказа доста предизвикателно. Тогава, тъй като беше толкова предизвикателно, търсех алтернативи. Първо работих върху друга система, наречена TALENs (транскрипционен активатор, подобен на ефектор нуклеази), и стана повече информация за това как TALENs се свързват с ДНК. След като разработих системата TALENs, стартирах лабораторията си. Това беше в началото на 2011 г. Докато учех студенти да строят ТАЛЕНИ, разбрах, че това все още е доста трудно. Мислех, че може би има алтернативи.

След това отидох на семинар в Широката в началото на 2011 г. Един от преподавателите, Майкъл Гилмор, говореше за своето изследване на бактериите Ентерококи. Само като странична точка, той спомена, че ентерококите също имат CRISPR и са интересен набор от нуклеази, които хората едва сега започват да разбират. Нямах представа, но се интересувах от нуклеози.

Д-р Топол: Това е, което ви е довело по пътя.

Д-р Джан: Да. Интересувах се от нуклеози. Не знаех какво е CRISPR. Отидох да го погледна. Около това време беше публикувана книга от Sylvain Moineau в Канада, в която се описва как е била управлявана от РНК ендонуклеаза. Това наистина ме развълнува и започнах да работя по системата.

Цел на тежки генетични заболявания

Д-р Топол: Вие свършихте такава необикновена работа, която нямаме време да преразгледаме, както по отношение на множеството CRISPR системи, така и по детайлите - прекъсванията на CRISPR, редактирането на потенциала на РНК - всякакви неща, които могат да се направят. Тогава решихте да откриете Editas Medicine. Разкажи ни малко за това.

Д-р Джанг: Editas Medicine е компания за редактиране на гени, която съвместно с Джордж Чърч, Дженифър Дудна, Кийт Джоунг и Дейвид Лю. Мисията на Editas е да разработи система за редактиране на геноми CRISPR за клинични приложения. Повече от 5000 генетични заболявания се причиняват от специфични мутации в нашите клетки. Решихме, че би било чудесно, ако успеем да изградим платформа, която систематично да разработва това за лечение на много заболявания, за които знаем причината, но няма начин да се лекува. Това е основата на Editas.

Д-р Топол: Скоро Editad ще премине в клинични изпитвания?

Д-р Джан: Планът е, че Editas разработва CRISPR-Cas9 и CRISPR-Cpf1, за да можем да влезем в клиники и да се опитаме да лекуваме тежки генетични заболявания.

Д-р Топол: Има ли някакви конкретни заболявания в началото на линията за този вид клинично изпитване?

Д-р Джан: Едно от нещата, които публично са описали, е да се опитват да следват дегенерация на очите. Има заболяване, наречено Leber вродена амавроза, и това е едно от нещата, върху които работят. Те работят и по други заболявания.

Д-р Топол: Може да започне още през следващата година или така; това вярно ли е?

Д-р Джан: Те работят много усилено.

Д-р Топол: Това е вълнуващо. Много хора от медицинската общност чуха малко за CRISPR. Със сигурност сте били пионер в тази област. Обещанието да се справим с всички тези редки заболявания, за които няма терапия, е изключително.

Другото, което породи спор относно CRISPR, е цялата идея да се направи редактиране на геном на ембриона, спермата или яйцеклетката. Можете ли да коментирате това притеснение? Само миналия месец имаше голям етичен преглед на Националната академия на науките. Изглежда има глобален консенсус. Къде стоим с това?

Д-р Джан: Проведе се етичен дебат около прилагането на генетична манипулация върху ембрионите. Ембрионите са това, което наричаме „зародишна линия“. Ако направите модификация, тя ще бъде предадена на всички следващи поколения. Съществува забележително количество консенсус, че в момента технологията не е достатъчно зряла, за да я използва отговорно при лечението на заболявания на ембрионалния стадий.

Също така, има много етични притеснения относно това къде да се направи чертата. Можете да започнете с много тежки заболявания, но какво определяте като болест? Линията може да стане доста размита. Хубавото е, че има много много умни хора - експерти в областта на етиката и науката, които всички се събират, за да помислят по тези въпроси.

Д-р Топол: Донякъде ми напомня, защото аз съм стар кодер, от кога започвахме с рекомбинантно биоинженерство. Тогава се забърках с тъканен плазминогенен активатор и други неща. Сега говорим за нещо, което е толкова по-драматично в своя потенциал като терапевтично средство.

Аплодираме ви за това, което сте направили за трансформирането на това поле, заедно с толкова много други хора по света. Наистина сте били пионер. Очакваме с нетърпение да видим работата ви преведена в нещо, което ще бъде терапевтично за хората; особено хората, които често са пренебрегвани - тези с редки, Менделски заболявания. Поздравления за постигнатото вече. Просто помислете какво има в магазина.

Д-р Джан: Много ви благодаря.

Д-р Топол: Страхотно е да сте с нас. Благодаря много за слушането на нашия Medscape един на един.