年轻的天才:夏季实验室给青少年一个学习最先进的CRISPR技术的机会
美国国立卫生澳门威尼斯人注册网站研究院资助的项目是惠洛克和乔巴尼亚和阿维迪医学院的合作项目

高中生,俄亥俄州的贾斯汀·宋(左)和马萨诸塞州韦斯顿的德里克·黄。(中),在7月23日的凝胶电泳和可视化实验室中,向Summerlab资深科学家Kathleen Li (Wheelock ' 21)(右)学习。夏季实验室是波士顿大学城市实验室的一个项目,它为高中生提供了大多数学校系统无法提供的尖端生物技术实验室设施和课程。西德尼·斯科特摄
年轻的天才:夏季实验室给青少年一个学习最先进的CRISPR技术的机会
美国国立卫生澳门威尼斯人注册网站研究院资助的项目是由会德洛克教育与人类发展学院和乔巴尼亚和阿维迪安医学院合作开展的
青少年在暑假期间试验基因编辑技术,这听起来像是一部b级科幻电影的情节。但在波士顿大学,这是真实的生活。欢迎来到SummerLab,这是波士顿大学的会德丰教育与人类发展学院和乔巴尼亚与阿维迪医学院的合作项目,在这里,年龄最小的15岁的高中生在查尔斯河校区花了两周的时间,学习使用诺贝尔奖得主CRISPR技术进行基因编辑。身穿实验室大褂,学生们分组工作,编辑无害的大肠杆菌菌株的一个基因——它被用作人类细胞的模型——并模拟科学家编辑导致镰状细胞性贫血的基因的过程。
16岁的瑞亚·亚达夫(Rhea Yadav)即将进入马萨诸塞州温彻斯特大学(Winchester)的大三,她说:“事实上,你可以实际做这些实验并操纵结果,而不仅仅是阅读或观看有关实验的视频——我手中的权力太大了。”今年秋天高中毕业。
SummerLab的人类疾病基因编辑项目是由美国国立卫生澳门威尼斯人注册网站研究院(NIH)下属的美国国家普通医学科学澳门威尼斯人注册网站研究所(National Institute of General Medical Sciences)提供的一项为期五年、价值130万美元的科学教育合作伙伴奖(SEPA)资助的,用于开发、测试和评估新版《弯曲细胞之谜》(MCC),这是一项面向初高中学生的实验室分子生物学课程补充。
CityLab的澳门威尼斯人注册网站研究主管、该项目的三位主要澳门威尼斯人注册网站研究人员之一卡拉•罗姆尼(Carla Romney)表示,这个免费项目显然存在被压抑的需求:在1月份开始注册后,这个项目在三天内就被填满了,等候名单上有100多人。
城市实验室成立于1991年,是由波士顿大学医学院管理的面向初高中澳门威尼斯人注册网站和学生的生物技术实验室。人类疾病基因编辑项目是CityLab的一部分。
亚达夫在2023年参加了一个不同的夏日实验室体验,她非常喜欢,在学年期间继续担任城市实验室学者。她是这个项目等待名单上的第一个学生,当另一个学生无法参加时,她成为了首批基因编辑小组的一员。该项目的参与者从遥远的佛罗里达、俄亥俄、纽约甚至意大利来到波士顿大学。

虽然SummerLab自1996年成立以来一直让高中生接触到分子生物学和生物技术,但这是学生们第一次有机会使用CRISPR (Clustered Regularly Interspaced short Palindromic Repeats的缩写),这项创新技术已被应用于基因编辑系统,用于修改人类细胞中的DNA。(然而,在SummerLab,学生们澳门威尼斯人注册网站研究的是细菌细胞,而不是人类细胞。)澳门威尼斯人注册网站研究科学家正在使用CRISPR重写几乎所有生物体的遗传密码,为治疗许多遗传疾病开辟了有希望的应用。
德罗萨(Donald DeRosa)说,学生们正在将CRISPR应用于镰状细胞性贫血,因为“就了解蛋白质和点突变以及它们如何相互作用而言,这是一个很好的模型。”德罗萨是会德洛克临床名誉副教授,也是该基金的首席澳门威尼斯人注册网站研究员。德罗萨说,基因编辑课程不仅仅是教授概念和培养实验室技能和技术,它还寻求提高学生的社会科学推理能力。
德罗萨说:“我们真的希望学生们能够思考一门潜在强大的科学所带来的伦理和道德责任,基因编辑就是其中之一。”
CityLab创始人卡尔·弗兰兹布劳(Carl Franzblau)是乔巴尼亚和阿维迪安医学院(Chobanian & avedian School of Medicine)的生物化学教授,他补充说,这种体验“旨在让学生思考,并利用他们的科学和推理技能来解决他们在实验室面临的眼前挑战”,以及“随着人类基因组编辑成为主流,社会将面临的长期挑战”。
虽然罗姆尼和德罗萨每年都监督夏季实验室的运作,但以实验室为基础的暑期项目是由波士顿地区的STEM教育工作者——他们中的大多数是波士顿大学会德洛克分校的校友——以及过去参加过夏季实验室和学者项目的高中同龄实验室助理推动的。凯瑟琳·李(21届会德丰)在马萨诸塞州切尔西的凤凰特许学院教授化学、数学和生物。她是SummerLab首个基因编辑课程的教育者之一。她说,她离开时对这个项目的学生印象深刻。
“和他们一起工作是一种荣幸,因为他们是如此强大的思考者和发问者,他们想知道一切,”李说,她在会德洛克学习时的导师是德罗莎。“这真的帮助我自己更深入地了解这个主题,因为我和他们一起学习,我们和唐和卡拉一起开发了很多课程。”
在为期两周的基因编辑体验结束时,学生们展示了展示他们所做的事情的海报,并了解了使用基因编辑治疗镰状细胞性贫血的前景和挑战。弗兰兹布劳说,学生们学到了很多东西,这对未来的STEM劳动力意味着什么,这给他留下了深刻的印象。

他说:“对于我们来说,这是非常令人兴奋的,对于作为SummerLab一部分的优秀澳门威尼斯人注册网站和大学预科学生来说,探索基因编辑的世界,亲眼看到这项技术对未来医学和减少人类疾病的重要性。”
增加卫生和医药领域的新工人是SEPA资助项目的一个关键优先事项,Yadav说,这次经历增强了她在大学里追求生物学或生物技术兴趣的愿望。
亚达夫说:“我认识了很多新朋友,和更多有相似兴趣的人交往真的很有趣。”“老师们很容易理解这些概念,因为他们明白教室里的每个人都来自不同的背景和不同的教育水平。对于任何想在生物技术、蛋白质、蛋白质纯化和基因编辑方面积累经验的人来说,这是一次非常棒的经历。”
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