這段訪談介紹了麻省理工與布羅德研究所的科學家張鋒(Feng Zhang),他如何從童年受到拆解與編程的啟發,逐步投入分子生物學,並以「把自然系統弄懂」的基礎研究方法,推動重大的基因編輯工具發展。
重點回顧:
- CRISPR的起源與意義:CRISPR系統是細菌的免疫機制,利用RNA導引與Cas蛋白切割目標DNA。張和團隊把CRISPR(尤其是Cas9)成功套用於真核細胞(小鼠與人類),並衍生出不同Cas系統(如Cas12a)來改善尺寸與切割特性,促成多項治療研發。
- 基礎研究到工具化:張強調先理解機制(哪些元件組成系統、如何運作),再把有用的元素工程化成可在細胞或人體中運作的工具,例如設計導引RNA、合成後送入細胞、找出合適的遞送載體等。
- CRISPR的限制與臨床進展:儘管CRISPR已用於至少18種疾病的研究,並在2025年首次對活體嬰兒進行成功的體內DNA重寫,但它在遞送(尤其是非肝臟或分裂較少的組織)、單一鹼基精準修改的窗口限制,以及對某些複雜疾病(非單一基因致病)的應用上仍有挑戰。
- TIGR‑Tas的發現與特性:張團隊發現一類出現在病毒與單細胞生物中的基因陣列,命名為TIGR(tandem interspaced guide RNA),與一類稱為Tas的相關蛋白。TIGR‑Tas系統像CRISPR一樣包含重複序列與導引序列,但有幾個潛在優勢:
- 可讀取DNA雙股兩側標的,可能提高定位精準度;
- 體積小、結構緊湊,有利於更廣泛的遞送到人體不同組織(例如腦部);
- 可產生比CRISPR更窄的編輯窗口,對單一鹼基精準修改更有利。
- 實驗策略:研究團隊會合成整套TIGR‑Tas序列,移植到大腸桿菌(E. coli)或分離純化蛋白在試管中研究,或把系統引入培養的人類細胞觀察效應;也利用病毒載體等方法做遞送與濃縮(訪談中提到離心濃縮需達約10萬g的高速)。
- 臨床潛力:若TIGR‑Tas能被工程化並安全有效遞送,可能補足CRISPR在治療難以觸及或低增殖組織(如腦部疾病:ALS、亨丁頓病等)上的不足。
張的研究哲學與願景:
他以工程師式的思維解析生物系統:先找出問題的基本原理,再設計對應的「修復」方法。從拆解自然演化出來的分子機制去發掘並打造新的生物科技工具,是他持續投入基礎研究的動力。張也表達了做基礎科學的樂趣——發現未知並成為首位知道答案的人──以及最終希望能把學術進展轉化為以前無法治療的疾病之療法。
本片為SciShow Field Trips系列拍攝內容,透過實地訪問展示前沿實驗室與研究流程,讓觀眾了解從基礎發現到潛在應用的過程。

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