江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 资讯 > >

crispr|诺贝尔化学奖授予CRISPR研究！两位女性科学家获奖

crispr|诺贝尔化学奖授予CRISPR研究！两位女性科学家获奖
本文图片

刚刚 ， 2020年诺贝尔化学奖揭晓 。 法国生物化学家埃马纽埃尔·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）、美国生物学家詹妮弗·杜德纳（Jennifer Doudna）因对新一代基因编辑技术CRISPR的贡献 ， 摘得今年的奖项 。
crispr|诺贝尔化学奖授予CRISPR研究！两位女性科学家获奖
本文图片

左图为卡彭蒂耶 ， 右图为杜德纳
埃马纽埃尔·卡彭蒂耶生于1968年 ， 现任马克思·普朗克生物感染研究所主任 ， 同时是瑞典于默奥大学的访问教授 。 詹妮弗·杜德纳生于1964年 ， 现任加州大学伯克利分校化学及化学工程系教授 。
2011年 ， 杜德纳开始与卡彭蒂耶合作发展CRISPR技术 。 一年后 ， 两位女生物学家在《科学》杂志发表论文并首次指出 ， CRISPR-Cas9系统在体外实验中能“定点”对DNA进行切割 ， 显著提升了基因编辑的效率 ， 为该领域的发展奠定了基础 。 两位科学家被《时代》周刊评为2015年全球最具影响力100人 ， 并收获了包括生命科学突破奖在内的多项生命科学大奖 。
CRISPR-Cas9 基因编辑系统是本世纪最为重要的生物发现之一 。 2015年 ， 《科学》将它评为年度突破；助力这项技术诞生的科学家们也先后获得了有“科学界奥斯卡”之称的“突破奖”（Breakthrough Prize） ， 在分子生物学界影响深远的“格鲁伯遗传学奖”（Gruber Genetics Prize） ， 以及表彰重大生物医学突破的“沃伦·阿尔珀特奖”（Warren Alpert Prize） 。
在2014年12月的《环球科学》中 ， 《编辑基因：更快、更准、更简单》一文就对这项技术的作用机制、发展历程及前景展开详细介绍 。 虽然争议尚存 ， 但毫无疑问 ， 这项在2015年被《科学》杂志评为“年度科学突破”的新兴技术 ， 正在开创一个全新的时代 。
撰文?玛格丽特·诺克斯（Margaret Knox）
翻译?马文静
1973年 ， 斯坦利·N·科恩（Stanley N. Cohen）和赫伯特·W·博耶（Herbert W. Boyer）找到了改变生物体基因组的方法 ， 成功将蛙的DNA插入到细菌中 。 20世纪70年代末 ， 博耶的基因泰克（Genetech）公司对大肠杆菌进行基因改造 ， 使其带有一个人源基因（这个基因是人工合成的） ， 最后生产出治疗糖尿病的胰岛素 。 很快 ， 加利福尼亚州拉霍亚的索尔克生物研究所（Salk Institute for Biological Studies）的科学家培育出了第一只转基因小鼠 。
基因工程领域取得的这些巨大成就改变了现代医学的进程 。 但是 ， 早期的基因改造方法有两大局限：不甚精确 ， 并且难以量产 。 那时 ， DNA插入基因组的行为是随机的 ， 科学家只能祈求好运 ， 但愿自己能得到一个有用的突变 。 1990年 ， 研究人员取得了跨越式的进步 。 他们设计出能在特定位点对DNA进行剪切的蛋白 ， 突破了第一个局限 。 但是 ， 每想要修改一段DNA序列 ， 他们都必须设计一个新的蛋白 ， 这种工作非常耗时 ， 并且十分艰苦 。
时间终于到了2012年 。 瑞典于默奥大学（Ume? University）的埃马纽埃尔·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和加利福尼亚大学伯克利分校的珍妮弗·杜德娜（Jennifer Doudna）领导的研究人员报道 ， 他们在细胞中发现了一种遗传机制 ， 能让科学家以前所未有的速度编辑基因组 ， 并且过程十分简单 。 此后不久 ， 哈佛大学和麻省理工大学的一个课题组运用这种技术 ， 一次性地对细胞基因组的多个位点进行了修改 。
这种先进的技术已经加快了基因工程产业的发展 ， 对遗传学和医学也有深远的推动作用 。 科学家现在只要几周时间 ， 就能按需定制出经过基因改造的实验动物 ， 省去了从前一年的工作量与时间 。 目前 ， 研究人员正在运用该技术 ， 探索艾滋病、阿尔茨海默病、精神分裂症等疾病的治疗方法 。 该技术将生物体的基因修饰过程变得相当简单与廉价 ， 研究人员和伦理学家甚至开始担心 ， 这会催生负面效应 。
这种技术名叫CRISPR ， 是“clustered, regularly interspaced, short palindromic repeats”（即成簇、规律间隔的短回文重复序列）的缩写 。 利用这种序列 ， 细菌可以对侵袭过它的病毒产生“记忆” 。 自从日本科学家20世纪80年代末发现CRISPR之后 ， 科学家就一直在研究这种奇怪的基因序列 。 然而 ， 直到杜德娜和卡彭蒂耶偶然注意到一种名叫Cas9的蛋白 ， CRISPR才显示出它作为基因组编辑工具的巨大潜力 。
RNA的力量
2011年 ， 杜德娜和卡彭蒂耶在波多黎各圣胡安的一次科学会议上相识 。 他们有很多共同点：他们的团队都在研究细菌防御病毒入侵的机制；他们都已经确认 ， 细菌可以记住以前入侵过自己的病毒的DNA ， 以此来识别病毒 ， 当该病毒再次入侵时 ， 它们就会立刻认出“敌人” 。
那次会议后不久 ， 卡彭蒂耶和杜德娜决定合作 。 当时 ， 卡彭蒂耶在于默奥大学的实验室刚刚发现 ， 链球菌似乎会用Cas9蛋白来“捣碎”突破其细胞壁的病毒 。 于是 ， 杜德娜在伯克利的实验室 ， 也开始探究Cas9蛋白的作用机理 。


推荐阅读


上一篇：诺贝尔|诺贝尔奖早就对你的生活下手了！盘点今年获奖都是啥？

下一篇：侯运|河南大学回应“教师被指性骚扰”：将其调离教师工作岗位