暑期實踐｜深圳基因表達項目體驗

今年暑期，我報名參加了為(wei) 期一周的深圳CRISPR基因編輯技術與(yu) 腫瘤免疫項目。這是我第一次獨自去往一個(ge) 陌生的城市，學習(xi) 之外也借機鍛煉了自己獨立解決(jue) 問題和自主安排的能力。

Day1 第一天

項目前幾天主要由老師兼科研專(zhuan) 業(ye) 人士講解基礎的理論知識。第一天的課程主要講授了CRISPR基因編輯工具的原理，發展和應用以及基因信息檢索與(yu) CRISPR設計網站的使用。在之前有關(guan) 遺傳(chuan) 學的知識中，我了解過遺傳(chuan) 信息的載體(ti) -DNA雙螺旋結構和主要存在於(yu) 細菌中的質粒，遺傳(chuan) 信息如何被轉錄翻譯成具體(ti) 的蛋白質，基因突變（由不良生活習(xi) 慣如吸煙飲酒，放射性物質等造成）最終引發癌症。而這次的課程著重講述在細菌或古生物中存在的CRISPR係統如何防禦入侵的病毒，達到對自身的免疫以及人類如何利用這其中特別的機製進行基因編輯。

CRISPR結構由CAS基因，前導區，CRISPR序列（重複序列區，間隔區）組成。而CRISPR-CAS9係統由CAS9蛋白，crRNA,tracRNA組成。這個(ge) 係統的作用機製為(wei) crRNA識別與(yu) 其互補的序列，CAS9蛋白剪切對應的互補序列，被切下的部分將插入CRISPR序列。crRNA能與(yu) tracrRNA融合成sgRNA，所以在CRISPR-Cas9操作流程中，通過CHOPCHOP網站設計gRNA（改變crRNA部分即可改變需作用的基因位點）然後將gRNA連接在目標載體(ti) 中，最後將構建好的CAS9-gRNA表達質粒導入細胞中，能實現對特定基因的改造。

Day2 第二天

第二天的課程主要講述了腫瘤免疫板塊。首先介紹了免疫係統的組成，包括免疫器官（脾，胸腺，淋巴結）；免疫細胞（T細胞，B細胞，粒細胞）；免疫活性物質（抗體(ti) ，淋巴君子，溶菌酶）。又將它們(men) 細分為(wei) 非特異性免疫-eg體(ti) 液中的殺菌物質和吞噬細胞和特異性免疫-能刺激促使產(chan) 生與(yu) 入侵病原對應的抗體(ti) 以進行更有力高效的打擊。就特異性免疫，講解了免疫細胞的分化樹狀圖，從(cong) 最頂層的起源-幹細胞 一直到細分的T-helper cell and plasma cell.並且通過一張“流程圖”解釋了這麽(me) 多分化成不同類型的免疫細胞如何彼此分工，擊退外來的細菌和病毒。

接著介紹了腫瘤及其治療手段。腫瘤分為(wei) 良性和惡性。惡性腫瘤難以治療因為(wei) 它的細胞能通過“偽(wei) 裝”逃避免疫監視。腫瘤的傳(chuan) 統治療有手術，放射線，化學藥物。老師為(wei) 我們(men) 介紹了兩(liang) 種新型治療方式。第一種是腫瘤免疫治療-免疫檢查點抑製劑雖然不會(hui) 直接殺死癌細胞，但它能跟癌細胞上的受體(ti) 結合，致使免疫細胞無法識別而將其消滅。第二種是CAR-T治療。這是CRISPR係統應用到醫療中的實例，大致步驟如下：收集病人的血液；純化提取血液中的T細胞；用基因工程技術，把CAR基因裝入T細胞；擴增裝入CAR基因的T細胞；將其輸入人體(ti) ；後續嚴(yan) 密監控病人的身體(ti) 反應。

實驗操作學習(xi)

在進入實驗室之前，老師首先講解了與(yu) 實驗室安全有關(guan) 的各種管理製度和儀(yi) 器操作規範，以確保人身安全和實驗的順利推展。在日常操作規範部分提及到個(ge) 人安全常用防護品，包括白大褂（避免裸露皮膚），護目鏡，防護麵罩，手套（防凍，隔熱等），洗手液等等。除了這些平時中學教過的內(nei) 容，我也學到一些新的更加細節的東(dong) 西：所有配製的化學試劑必須有姓名，成分，說明和日期。如果要使用揮發性試劑或有毒試劑，需在通風櫥內(nei) 操作並確保通風櫥處於(yu) 工作狀態。化學廢液需按其屬性分類倒入相應的廢液桶中廢液桶內(nei) 液麵高度到達桶高的4/5後應及時更換新桶。液氮罐區，負80冰箱，應配備長款防凍手套；使用加熱設備，烘箱，微波爐，應戴隔熱手套，橡膠手套用於(yu) 特殊操作，用完應洗淨晾幹，並放回原處，不得戴手套拿取公共用品和按電梯。新購化學試劑需向管理員登記，並按標識分類存儲(chu) ，取用後放回原處位置等等內(nei) 容。

緊接著，老師又為(wei) 我們(men) 引出數年來大學生因實驗操作不當而引起的慘痛事故，其中不乏國內(nei) 高校的博士後和研究生。這提醒我們(men) 無論何時何地，都必須牢記實驗室管理規定和操作規範，對科學保持嚴(yan) 肅謹慎的態度，對自己的生命負責。

在CRISPR基因編輯實驗中，我們(men) 用到的主要儀(yi) 器包括離心機，培養(yang) 皿，移液槍，塗布棒，離心柱等等。主要實驗包括質粒的提取，PCR擴增，DNA片段純化，質粒組裝和質粒組裝檢測。

最後一天

最後一天我們(men) 觀察了前一天塗板的培養(yang) 皿中菌落的菌群生長情況，四個(ge) 培養(yang) 皿中隻有一個(ge) 成功生長。老師有為(wei) 我們(men) 大致梳理了前幾天做的實驗的內(nei) 容以及它們(men) 之間的關(guan) 係，部分實驗的順序被調整，並且有些實驗用到的材料不出自於(yu) 上一個(ge) 實驗的產(chan) 物，因為(wei) 產(chan) 物製備不成功，所以我們(men) 使用的是科研人員們(men) 提前準備好的材料。

之後我們(men) 主要去參觀了E棟的前沿生物實驗室。我們(men) 看到了每個(ge) 樓層被分為(wei) 不同的板塊，包括實驗室，辦公室，特殊房間。其中實驗室裏有完全人工操縱的實驗島，另外我們(men) 特地參觀了一名科研人員的辦公台，上麵的電腦展示的是熒光蛋白成像。

這次參觀加深了我對科研人員日常工作的了解，並讓我明白做科研這份工作需要一份耐得住寂寞和持之以恒的心。

我的感悟

在這次活動中，我學到了許多CRISPR基因編輯領域有關(guan) 的知識，並構建起完整的知識體(ti) 係。其中包括CRISPR係統的理論知識（工作原理，研究進程，作用機製，應用，涉及的倫(lun) 理問題），腫瘤的免疫治療（免疫係統的組成，特異性免疫，免疫檢查點抑製劑，CAR-T治療，可控DNA分離路線），實驗技巧（微生物塗板，PCR擴增，核酸提取，液體(ti) 和固體(ti) 培養(yang) 基的配製，電泳分離蛋白）。

當然我也遇到了挑戰--實操實驗，真正的科研中涉及到的操作手法是嫻熟謹慎的，當中有許多需要注意的細節，比如在進行平板塗布時，需盡可能讓操作的器材靠近酒精燈，以免被外來的細菌感染。同時，實驗中有許多日常接觸不到的專(zhuan) 業(ye) 術語，繁瑣的實驗流程又進一步增加了難度。好在經過團隊協作，請教身邊的優(you) 秀同學和老師以及自己上網查詢資料，我掌握了實驗的基本原理和目的。

CRISPR-Cas9基因編輯技術與(yu) 生物遺傳(chuan) 學領域緊密掛鉤。而遺傳(chuan) 學自然也是幾乎所有與(yu) 生物相關(guan) 的專(zhuan) 業(ye) 的必修課(Genes and Genomics/Mechanisms of Gene Expression)CRISPR基因編輯技術作為(wei) 最新的生物科技之一，必定會(hui) 再次出現在大學的學習(xi) 課程和實際操作運用中，尤其會(hui) 適用於(yu) 突破人類麵臨(lin) 的遺傳(chuan) 病和腫瘤問題。而這正是生物醫學(我的意願專(zhuan) 業(ye) )需要探究的重大課題。

此次活動讓我窺見我的理想專(zhuan) 業(ye) -生物醫學未來的就業(ye) 環境。我想我不會(hui) 因為(wei) 知道這是有多麽(me) 難的一件事而輕易放棄這份專(zhuan) 業(ye) 。我從(cong) 中發現了自己從(cong) 事這份事業(ye) 還有許多許多方麵急需成長，會(hui) 就此激勵自己向著目標邁進。