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她们重写了“生命密码”

2022-09-13 23:11:43 502

摘要:10月7日,2020年诺贝尔化学奖正式揭晓,法国科学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷和美国科学家珍妮弗·安妮·道德纳获得这一奖项,以表彰其“开发了一种基因组编辑方法”。这两位女科学家2012年发现CRISPR/Cas9基因剪刀以来,相关的应用呈爆炸式...

10月7日,2020年诺贝尔化学奖正式揭晓,法国科学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷和美国科学家珍妮弗·安妮·道德纳获得这一奖项,以表彰其“开发了一种基因组编辑方法”。这两位女科学家2012年发现CRISPR/Cas9基因剪刀以来,相关的应用呈爆炸式增长。瑞典皇家科学院常任秘书戈兰·汉松当天在皇家科学院公布了获奖者名单及主要成就。汉松说,今年的获奖研究成果是“基因剪刀——重写生命密码的工具”。

10月7日,瑞典斯德哥尔摩,瑞典皇家科学院公布2020年诺贝尔化学奖获得者。瑞典皇家科学院宣布,将诺贝尔化学奖授予法国科学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷和美国科学家珍妮弗·安妮·道德纳,以表彰她们在基因组编辑方法研究领域作出的贡献。图/新华社

“这两位女科学家获得诺奖是意料之中,但也有点小尴尬。”10月7日,得知2020年诺贝尔化学奖结果后,长期关注生物化学领域研究的中南大学化学化工学院教授张翼对潇湘晨报记者说。

昨日法国科学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷和美国科学家珍妮弗·安妮·道德纳因为基因剪刀研究斩获诺贝尔化学奖。张翼说,其实该项研究更多的是偏生物学领域。不过,近些年诺贝尔化学奖越来越多地向生物学领域靠拢。

揭秘 女科学家发现了“多用”基因剪刀

张翼介绍,早在1987年,人们就发现病毒到达细菌以后,会在细菌的DNA序列里,插进去一小段。而细菌在“对付了”一个病毒以后,将它的DNA“捕获”一个片段,插入到自己的基因组(DNA)中归档。下次再碰到同类病毒的入侵,细菌发现这个病毒的DNA已经存列在案,比对以后就可以迅速剪切销毁。这样,当细菌第二次受到同一个病毒感染时,就具备了对它的免疫力,被称为获得性免疫。

2012年,埃玛纽埃勒·沙尔庞捷和珍妮弗·安妮·道德纳发现了CRISPR/Cas9基因剪刀。打一个通俗的比方,以前的基因剪刀是一对一而且是“一次性”的。它一次只能对应DNA中的一个点进行工作,下一次要再对DNA动手术,只能再“设计”一个新的剪刀。但是CRISPR/Cas9基因剪刀可以通过准确的定位在指定地方去切,而且可以多个点使用,而且下一次再需要动“手术”时,也无需再使用新的“剪刀”。同时,两位女科学家还第一次提出,我们不仅可以切掉不喜欢的病毒,而且生物基因中一些不好的片段也可以切掉。

运用 新的癌症疗法临床试验正在进行

继两位女科学家的重大发现后,相关的应用可谓呈爆炸式增长。“基因剪刀”在基础研究中的许多重要发现中也作出了贡献,例如,植物学研究中,植物研究人员已经能够开发抗霉菌、害虫和干旱的作物,而在医学上,新的癌症疗法的临床试验也正在进行中,治愈遗传性疾病的梦想或许在不远的未来实现。这些基因剪刀把生命科学带入了一个新时代,并且在许多方面给人类带来了最大的利益。

“好比过去你拿剪刀去剪,你在哪儿剪?该怎么剪?……这都不可控,所以很多时候容易被细菌感染。”张翼说,而Cas9基因剪刀则能够帮生物学家准确定位到特定的DNA序列,然后他可以准确地切除相应的基因片段,或者插入一些基因片段。当然,该项技术在动物身上做得比较成功,但真正运用到人身上,涉及到巨大伦理争议,属于越界。

对于高校普通本科生、研究生来说,该项研究也意味着他们可以在实验室进行一些简单的生物基因编辑,准确性高而且成本较低。

基因编辑是转基因之后人类找到的又一种基因工程技术手段,它在本质上与转基因并无不同,都是在分子水平上改变生物的遗传特性,两者在技术上各有长短;但因基因编辑不涉及外来基因,在公众层面更易被接受。可以预期,未来在合成生物、育种技术等领域,将形成转基因与基因编辑两种技术交相辉映的格局。

趣闻

钟爱跨界授奖的诺贝尔化学奖

张翼教授谈到今年的诺贝尔化学奖,提到了“有点小尴尬,因为这项研究更多的是偏生物学领域。”

事实上,化学奖颁奖的时候,生物学家、物理学家,都是和化学家一起等瑞典皇家科学院的电话的。

因为,翻看诺贝尔化学奖历届获奖者名单,会发现即该奖项似乎特别钟爱“跨界授奖”,它也因此被网友戏称为“诺贝尔理综奖”。

从2000年到2018年颁发的18次诺奖化学奖中,有12次是和生命科学交叉的奖项。另外还有多次非纯化学领域获得奖项。比如,2017年诺贝尔化学奖颁给了冷冻电镜技术的发明者,就被网友们戏称为,“诺贝尔化学奖颁给物理学家,以奖励他们的成果有益于生物学家的研究。”

为何会出现这种跨界颁奖情况?一位化学奖解释,“我们现在看到的成果好像更多地运用在生物、物理领域,但是这些研究首先是建立在了解、利用化学物质的基础上,所以把奖项归到化学奖,也是合理的。”

延伸

华裔科学家未能一同加冕

今年的诺奖化学奖颁给了基因重组研究,华裔科学家张锋教授未能一同加冕,让不少研究者觉得可惜。

张锋,1982年出生于河北石家庄,斯坦福大学化学及生物工程博士。他最著名的工作是基因修饰技术CRISPR-Cas9的发展和应用,率先获得了美国专利,并被视为诺贝尔奖的热门人选之一。可以说,张锋其实是CRIS⁃PR基因编辑技术的奠基人之一。

但此次“落选”,也算意料之外,情理之中。之前有解释说,虽然张锋在CRISPR的应用上做出了巨大的贡献,但是CRISPR的多数奠基工作都是由埃玛纽埃勒·沙尔庞捷和珍妮弗·安妮·道德纳完成的。

但也有人鸣不平。比如2016年,国际基因测序先驱埃里克·兰德在国际学术期刊《细胞》发表综述文章,总结CRISPR技术的发展历程。埃里克·兰德就认为张锋利用CRISPR在真核细胞生物实现基因编辑之后,CRISPR技术带来了“暴风骤雨般的改变”。

潇湘晨报记者李柯夫长沙报道

【来源:潇湘晨报】

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