【諾貝爾化學獎，CRISPR基因改造】

Emmanuelle Charpentier 與 Jennifer A. Doudna，由於開發出 CRISPR 基因改造，得到今年諾貝爾化學獎。
明年終於不用再猜是 CRISPR 惹～

《豬隻器官移植新突破：CRISPR技術攻破了「豬內源病毒」的瑪利亞之牆！》
https://neanderthaldna.pixnet.net/blog/post/218973252

CRISPR 本來是細菌與古生菌的免疫系統，而且算是後天免疫。以細菌和病毒舉例，細菌被病毒入侵以後，幸運沒死，便會把病毒 20 多個核苷酸長的遺傳片段，塞進自己基因組中一段重複序列，也就是「記憶」。

下次再見到同樣的病毒，細菌的這段 DNA 重複區域，會轉錄出 RNA。RNA 由於原本來自病毒，會和病毒的遺傳序列（DNA 或 RNA）互補；在一些蛋白質協助下，RNA 與蛋白質合體，會找到入侵的病毒，然後蛋白質再摧毀目標。

上述整套過程涉及的東西，統稱 CRISPR 免疫。CRISPR 有很多款，最簡單的是 Cas9 蛋白質；Cas9 自己一個蛋白質，就能接受 RNA 導引，前往並切割目標。

Cas9 作用過程中，牽涉到「特定」與「切割」兩個關鍵，而且它一個蛋白質就能做到這兩件事，使得它理論上，非常適合用於基因改造，因為基因改造時，希望能準確辨識想要切割的目標。

Emmanuelle Charpentier 與 Jennifer A. Doudna 將想法付諸實行，用細菌當實驗材料，取得初步成功，在 2012 年底發表論文。

不過天然的 Cas9 作用時，其實是與 crRNA 和 trcrRNA 兩個 RNA 分子一起作用。也就是說，總共需要 3 個分子。不過基因改造愈精簡愈好，於是又人為把 crRNA 和 trcrRNA 兩者合體成一條 RNA，也就是 gRNA。

如此一來，一個固定不變的蛋白質 Cas9，搭配一個針對不同目標的 gRNA，只要 2 個零件，便能達到基因改造的目標：切割特定遺傳序列。

2012 年底問世以來，CRISPR 基因改造有許多衍生產物，也發展出不少基因改造以外的用途。它大幅簡化基因改造的難度，8 年來彷彿大霹靂般，徹底改變生物學研究的生態。

這一切，都建立於 Emmanuelle Charpentier 與 Jennifer A. Doudna 的基礎。不過除惹她們以外，投入 CRISPR 研究的人非常非常多，還有一些人也有很重要的貢獻。

諾貝爾獎網站：
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/summary/

【快訊】改寫生命密碼的那把剪刀！CRISPR/Cas9──2020 諾貝爾化學獎
https://pansci.asia/archives/193083

Pioneers of revolutionary CRISPR gene editing win chemistry Nobel
https://www.nature.com/articles/d41586-020-02765-9

CRISPR, the revolutionary genetic "scissors," honored by Chemistry Nobel
https://www.sciencemag.org/…/crispr-revolutionary-genetic-s…

【精準醫學的起源與興起】
1977年sanger發表了sanger定序法後解開了DNA排列順序之謎，揭開基因體定序的序幕，使分子生物學與基因體學快速發展。之後美國結合各國科學家花費了15年，30億美金完成了一項與阿波羅登月計畫齊名的計畫－人類基因體計畫。
人類基因體計畫的出現最先改變的就是定序方法的精進，次世代定序儀的新式儀器的出現使得基因體定序的速度與花費的金額得以大大降低，基因體解密後所帶動的另一個概念便是醫療客製化的概念，也就是精準醫學，精準醫學的三大核心「精準預防」、「精準預測」與「精準治療」來達到個人化醫療的服務。
但是次世代定序並不是沒有缺點，由於基因體的序列很長，次世代定序採取將常片段基因切成小片段後與帶有不同序列引子(primer)的晶片上，使切成小片段的基因與引子互補後利用聚合酶連鎖反應，再將小片段重新組裝成長片段。然而重新組裝的過程有時會產生錯誤使得機器判讀時解讀錯誤，造成誤判。
現在為了解決因為重新組裝而造成的誤判，google與生命科學公司Verily Life Sciences所合作研發的DeepVariant利用CNN 預測了單核苷酸多型性的變異區，剔除在重組時缺失的位點，減少錯誤率的產生。
現在市面上有許多統計與修正軟體，但是每一種有有其侷限，利用AI來建立修正模型或許是一種可以思考的解決方案，基因體除了有單核苷酸多型性的變異區外還有其他原因可以造成次世代定續儀的解讀出錯，因此只要誰的演算法考慮的夠完整就很有機會在精準醫學的領域中傳有一席之地。
生物醫學的發展以前是儀器上的限制造成，但是現在的競爭是在誰對於資料判讀的準確性夠強誰就有機會領先，AI與生物醫學的結合把生物醫學領域推向一個更高的層次，台灣一直以來有很強的高科技產業，對於如何與生醫產業連結在一起需要很多領域共同協助，使台灣在未來能在生醫產業占有一席之地。
6/22在世貿中心有場生醫領域與人工智慧結合的應用與價值共創，歡迎大家藝起來聆聽。
參考資料、圖片來源:Creating a universal SNP and small indel variant caller with deep neural networks
https://www.biorxiv.org/content/early/2018/03/20/092890

【活動時間/地點】
時間：2018年6月22日(五)
地點：台北世貿中心一館2樓(台北市信義區信義路五段5號)
【活動議程】
09:00-10:00 來賓報到、活動開幕
10:00~10:20 洞析生醫產學界、談雙方合作共創價值
10:30~12:00 漫談AI人工智慧應用於生醫產業之國際市場布局
12:20~14:00 醫材潛力企業Demo show暨交流餐會
14:00~16:50 國際醫材廠商媒合時間 (接受一對一媒合安排)
【報名資訊】
費用：完全免費！
報名期間：即日起至2018年6月18日止
網路報名去→ http://pcse.pw/EBOSBI
參與廠商問券填寫→ http://pcse.pw/BMBMC
接收第一手資訊→ http://pcse.pw/7FEEW
活動簡章下載→ http://pcse.pw/aibioedm
【聯絡窗口】
│余先生 電話：0919546918
信箱：fish@meyanstudio.com

▍✂ CRISPR基因編譯原理✂

CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeat)是一種細菌對抗外來質體(plasmid)或噬菌體(phage)的後天免疫系統(adaptive immunity)，細菌會對曾侵入的DNA產生記憶，當序列相同的DNA再次進入細菌時，會產生免疫反應以分解此外來的DNA。外來的DNA首次進入細菌後並未完全被分解，經加工後可嵌入細菌基因體中，稱為CRISPR陣列(array)，此特殊區段能夠轉錄合成mRNA(messenger RNA)，而菌體中具切割DNA活性的蛋白質則會利用mRNA片段去辨認互補性的DNA片段，並切除符合序列的標的物。
　
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CRISPR技術的應用、前景及挑戰
https://portal.stpi.narl.org.tw/index/article/10355