猪心移植人体背后竟有个川妹子：36岁哈佛女学霸获赞“基因剪刀手”

她便是杨璐菡，被称为‘基因剪刀手’，毕业于北大-哈佛的真学霸。

CRISPR‘剪掉’小猪致病基因

要知道，猪可是人体器官移植供体最佳动物之一。

一直以来，将猪器官移植到人体存在着两大风险：

一方面猪的基因本身携带内源性逆转录病毒（PERVs），另一方面猪器官会在人体内产生排异反应。

5年前，杨璐菡领导团队成功运用CRISPR-Cas9‘基因剪刀’技术灭活猪细胞中的致病基因。

这项研究Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9曾在2017年8月10日发表在Science期刊上。

论文链接：https：//www.science.org/doi/abs/10.1126/science.aan4187

先前的研究工作中，大多数基因改造都是在一个基因层面上修改。而杨璐菡团队面临的科学难题便是如何在猪的单个细胞修改62个基因，也就是内源性逆转录病毒（PERVs）。

更重要的是，还要保证基因组的完整。

杨璐菡利用CRISPR-Cas9基因编辑工具攻克这一难题，不仅大大提高了基因编辑效率，还缩短了培育基因改造猪的时间。

可以看出，在mRNA基准水平上，所有猪基本上实现了内源性逆转录病毒100%的清除率。

注：棕色是1天大的小猪； 蓝色是5-7天大的小猪； 绿色是15-19天大的小猪

研究中，科学家们还检索了猪成纤维细胞基因组内存在的PERVs，共发现了25种。他们同样利用CRISPR技术将这25种PERV的基因位点灭活。

这个便是一只诞生的PERV灭活小猪，它叫LaiKa，照片拍摄于出生后的第二天。

正是杨璐菡团队CRISPR-Cas9这一基因敲除技术的贡献，从根本上解决了猪器官移植到人体内可能导致病毒传染的风险。

但是这位女神科学家的研究不仅于此。正如我们熟知的‘石墨烯驾驭者’曹原是Nature狂魔，杨璐菡可以称得上是Science和Nature的狂魔。

2周大的PERV灭活小猪

其实，早在2013年，杨璐菡就将CRISPR系统成功应用于人类细胞基因编辑，同样发表在国际期刊Science上。

论文链接：https：//www.science.org/doi/10.1126/science.1232033

2015年，杨璐菡以并列第一作者的身份在Science上发表了CRISPR-Cas9在细胞内修改基因的工作的论文。

论文链接：https：//www.science.org/doi/10.1126/science.aad1191

2020年9月，一篇Extensive germline genome engineering in pigs论文发表在Nature上，成功研发出第一代可用于临床的异种器官移植雏形‘猪3.0’。

论文链接：https：//www.nature.com/articles/s41551-020-00613-9

去年12月，发表在国内《器官移植》这份核心期刊上，也可以看到杨璐菡的名字，作者身份是杭州启函生物科技有限公司。

研究探讨了基因编辑猪在异种器官移植的应用前景。研究人员将1只猪内源性逆转录病毒（PERV）敲除，联合3种主要异种抗原基因敲除，以及抑制补体活化、调节凝血紊乱、抗炎抗吞噬的9种人源化基因转入猪（PERV-KO/3-KO/9-TG）作为供体，获取其心脏、肝脏和肾脏，分别移植给3只恒河猴受体，建立猪-猴异种器官移植临床前研究模型。

研究结果显示，基因编辑猪（PERV-KO/3-KO/9-TG）在克服超急性排斥反应、缓解体液性排斥反应及凝血紊乱方面具有一定优势，但其能否作为临床异种器官移植潜在供体需进一步评估。

别人眼中的学霸

80后的杨璐菡，是个土生土长的川妹子。

1986年，她生在山水灵秀的巴蜀小县城，父亲是公务员，母亲是会计师。

从小，璐菡就是我们父母嘴上经常说的‘别人家的孩子’，自律和努力是她的标签。

‘哪有什么天才，只是比别人多了一份努力。’杨璐菡的成功同样没有任何捷径可言。

杨璐菡曾表示，

小时候爸妈都很忙，妈妈身体还不好，我从小就不想让他们操心，非常努力。我学习也不是一直都很好，如果你去问我的同学，他们可能会说璐菡很努力！其实也像大多数人一样，很吃力的。

15岁那年，她以峨眉山市中考第一名的成绩考入成都七中。

从高二开始，她加入生物竞赛队伍，用一年时间把所有生物系本科生和研究生的课程都学完，她基本上靠自学。

那时的杨璐菡经常跑去四川大学旁听，她表示几乎听不懂。

‘看两三遍就会懂了。’这样的自学对一位高中生而言实在考验自律性和自学能力。

功夫不负有心人，璐菡用天赋和努力克服了重重困难，顺利地参加了国际生物奥林匹克竞赛。

2004年，璐菡代表中国在第15届国际生物奥林匹克竞赛中荣获金牌。

顺理成章地，她被招入北京大学生命科学学院继续学习。

2008年，拿到生命科学和心理学双学士学位后，璐菡前往哈佛大学深造，在那里继续攻读硕士和博士学位，及开展博士后研究工作。

从此，这位青年女科学家踏上了一条与基因难解难分的科研之路。

师承‘合成生物学之父’George Church

俗话说，名师出高徒，杨璐菡在基因研究上取得的进步离不开导师的正确指导。

她的导师George Church博士是有‘合成生物学之父’美誉的哈佛医学院遗传学系教授，也是美国科学院和工程院双料院士。

研究领域包括基因组测序及数据分析、合成生物学、基因组工程、个人基因组学等。

George Church教授曾被预言有望获诺贝尔奖，此前，他已获得富兰克林·鲍尔科学成就，2017年，他还被《时代》杂志评选为世界上最具影响力的100个人之一。

早在1984年，George Church以第一作者，导师Walter Gilbert第二作者，发表了首个直接基因组测序方法。

在2017年的一次采访中，谈及基因科学下一个重大突破会是什么时，George Church 教授认为，是‘编写’DNA，而非‘编辑’DNA。

George Church 教授认为，‘编写DNA’包括添加基因、删除基因（或降低基因表达）以及精准编辑，最终能在任何想要的地方，写入想要的基因。

添加基因时，基因能插入到染色体的任何一个位置。删除或是降低基因时，要么引入一个干扰分子，要么直接攻击这个基因，把它弄成一团糟，几乎没有什么办法能彻底移除一个基因。

差点没从哈佛毕业

早在2015年，杨璐菡就开启了创业历程，和导师George Church共同创办了名为eGenesis的生物技术公司。

这是一家致力于推动异种器官移植临床应用，她也是eGenesis的首席科学执行员。

2017年回到国内，杨璐菡正式出任了杭州启函生物科技有限公司的CEO。

同年，杨璐菡入选达沃斯世界经济论坛（World Economic Forum）评出的2017年度‘全球青年领袖’。2020年9月，入选《财富》（Fortune）2020年度‘全球40位40岁以下商界精英’榜单。

人们看到的是，杨璐菡所取得的成功与身上的光环，但人们可能不知道，她差点没从哈佛大学毕业。

2018年4月，加拿大温哥华，杨璐菡在TED2018的后台进行排练

在高中读书时，杨璐菡因忙于生物奥赛而耽误了英语学习，导致她的英语成绩一直不给力。

在异国求学，因为语言困难，她很难进行深入的专业学习，连哈佛大学的资格考试都显得力不从心。

因此，她被要求参加为期一年的语言班学习，才能继续留在哈佛。

在英语水平提高之前，她无法在实验室‘浪费’一分一秒。

幸运的是，George Church教授表示，自己可以理解杨璐菡想要表达的内容。

作为导师，George Church教授不会让自己的学生把时间浪费在语言上。

在整个研究生阶段，几乎每周，杨璐菡都会和导师进行学术讨论，也会交流科学、文化和社会各种话题。

‘是George Church教授重建了我的信心！’回首过往，杨璐菡深深感慨。

George Church教授教给她的远不只是学术，还教会她如何成为一个真正伟大的领导者。