利用前沿基因编辑技术打造抗癌工具箱

耶鲁大学文理学院每年都会在科学、人文和社会科学等学术领域聘请数十位杰出学者。本系列文章介绍了2024-2025学年加入FAS的六位教师，重点介绍了他们的学术成就、研究抱负以及在耶鲁希望进行的教学活动。了解更多加入FAS的专职教师和多年制教学教师的信息。 

对于在RNA和CRISPR-Cas技术前沿工作的顶尖生物物理学家和生物化学家艾龙柯（Ailong Ke）来说，好奇心是这一切的关键。 

“我并非仅仅为了治愈疾病或开发技术而进入RNA生物学或CRISPR-Cas领域，”他说，“我只是跟随我的好奇心，我认为这是一个很好的例子，说明在科学中追随你的好奇心会带来伟大的成果。”  

柯对RNA的理解——RNA是我们细胞中最重要的分子之一，负责基因表达和携带生物信息等多种过程——促使他加入了耶鲁大学文理学院。他作为教授加入了分子生物物理和生物化学系，在那里他将建立一个新实验室，并继续探索RNA和其他核酸的潜在机制。   

“我认为将结构生物学应用于机制研究的人有独特的优势，因为我们基本上可以从内到外、以高分辨率理解我们的系统——直到我们理解这种分子相互作用的工作原理、它意味着什么，以及我们如何利用这种相互作用，”柯解释道，“那里的很多见解都可以转化为潜在的应用。”   

柯特别期待与临床医生一起探索这些应用，耶鲁大学在这方面提供了大量机会。“对于很多技术，由于我们在医学方面的背景有限，生物物理学家和生物化学家可能不知道它们的最佳应用。另一方面，临床医生可能不知道实验室已经为他们想要治愈的疾病发明了工具。”柯已经在与校园内的几位临床医生探索合作机会。“希望我们能够将实验室的发明带到诊所，并尝试使患者受益。”

迄今为止，柯职业生涯的主要焦点一直是RNA分子。他的研究正在深化对CRISPR-Cas系统的科学理解：CRISPR-Cas系统是细菌中的一种天然细胞免疫反应，研究人员可以对其进行重新编程以靶向和修改DNA序列，这一过程被称为基因编辑。“这些系统依赖于RNA作为引导，”柯说，“所以我试图理解RNA如何引导这一过程以及它如何调节酶活性。我也试图发挥创造力，尝试进行一些合成生物学研究，以产生自然界尚未发明的执行特殊功能的大分子。”

柯说，RNA如今是研究和医学的“中心舞台”，他希望他的新职位能够让他吸引人才和资金，继续推动研究边界。RNA疫苗和CRISPR-Cas技术的快速发展让他觉得自己在研究领域“中了大奖”，尤其是他在使用不同CRISPR-Cas系统进行基因编辑方面的前沿工作。

柯指出，在使用CRISPR-Cas进行基因编辑时，需要意识到其潜在的不利影响，同时找到方法来证明该技术的强大潜力。“对于基因编辑，我们既兴奋又谨慎，因为它的潜在风险令人担忧。没有什么是100%准确的，CRISPR编辑工具的脱靶效应可能是非常有害的。它也存在一些伦理问题，”他解释道。

“但我认为，针对癌症等严重疾病将实际上会减轻人们对基因编辑工具的一些担忧，因为这是一种非常严重的疾病，我们需要强大的工具来应对它。”在柯的实验室中，帮助开发可以辅助癌症治疗的工具一直是一个重大项目，他计划在耶鲁大学继续这一项目。“一旦我们意识到这些工具的巨大潜力，我认为不继续跟进将是错失良机。”  

柯还热衷于继续教授下一代科学家，这是他作为教职成员最喜欢的部分之一。“从根本上说，我们是培训师，”他谈到与学生一起在实验室的时光时说。“我们希望看到下一代科学家茁壮成长。”作为教授，柯日常工作中最好的部分是什么？“每天与实验室的学员互动——了解并瞥见他们的新成果，努力帮助他们克服技术障碍，并共同做出新发现。第二点是教授本科生，基本上将知识传授给下一代。”

他大约有一年的时间来建立他的实验室，招募学员，并撰写资助申请，以便为其运营奠定坚实的基础，并确保其能够长期持续发展。柯还将很快决定要开设哪些课程——全面的RNA概述是一个选择，此外还有CRISPR-Cas、生物化学和生物技术的课程。

之后，就可以开始竞赛了。

“耶鲁大学在RNA生物学、结构生物学和分子机制方面一直是一个坚固的堡垒，”柯谈到他的新部门时说。“我非常尊重耶鲁大学的研究，所以这是一个很好的机会，让我每天都能与我非常尊重的同事交流，特别是RNA生物学领域的人。”

与学生合作并从同事那里获得灵感，这种结合将使这一角色既忙碌又充实。“现在有一个新的趋势，即在细胞内部进行结构生物学研究，即原位结构生物学，这将使研究人员能够了解分子在细胞内的位置、它们与什么相互作用，以及它们如何在原始环境中发挥作用，”柯说，他显然在思考该领域取得重大发展的潜力。“我认为这将导致令人兴奋的发现。结构生物学可能成为研究工具的前沿，并推动发现，我希望成为其中的一部分。”

同事雍雄（Yong Xiong）和张开（Kai Zhang）在结构生物学方面的工作给柯留下了深刻印象，他们都是分子生物物理与生物化学系的成员，他期待成为耶鲁大学其他杰出学者的一员。“有几个主题在部门和耶鲁大学周围真正、真正地令人兴奋，并且正在酝酿中，我希望成为其中的一部分。我期待推动机制生物学和结构生物学的极限。”