這是一把怎樣的“基因剪刀”呢?

北京時間10月7日,2020年諾貝爾化學獎揭曉,德國馬普病原學研究所教授埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶和美國加州大學伯克利分校教授詹妮弗·杜德納獲得了這一獎項,以表彰她們研發出了一種基因組編輯方法——CRISPR/ Cas9“基因剪刀”。
《科學》將它評為年度十大突破之首
這是一把怎樣的“基因剪刀”呢?其一經問世就迅速應用于世界各地的實驗室。2015年,《科學》將它評為年度十大突破之首。
“基因編輯技術其實已存在了一段時間,但早期技術識別基因序列比較麻煩,難以廣泛地在普通實驗室里操作。2012年,這兩位科學家首次在體外證明了CRISPR/Cas9的切割活性,從理論上說,通過一段RNA介導,就可以靶向切割任意的DNA鏈,大大降低了基因編輯的門檻。這就好比過去,我們只能在照相館拍照,現在有了手機,隨時隨地都可以拍照了。” 中國科學院上海營養與健康研究所楊力研究員告訴解放日報·上觀新聞記者。
“這一技術包含兩個元件,一個是sgRNA,另一個是Cas9,前者就像是一個導航儀,可以設定路線,把cas9帶到目的地,在那里對基因進行精準剪輯和修飾。” 中科院分子細胞科學卓越創新中心(生化與細胞所)李勁松研究員向解放日報·上觀新聞記者介紹,這項研究為人類基因治療提供了一個新的思路。

“基因剪刀”漫畫 圖片來源:諾貝爾獎委員會官網
中科院上海植物逆境生物學研究中心朱健康研究員,幾年前利用CRISPR-Cas9,在水稻中開發了一種簡單高效的堿基改變方法。朱健康告訴解放日報·上觀新聞記者:“CRISPR-Cas9技術就像是一個導彈系統,可以精準定位和發射,從而找到我們想要修復的堿基,這對于未來提高水稻產量、品質、抗旱性及其它性狀提供了一項新的技術路線,確實稱得上是一個具有革命性的發現。”
首次同時授予兩位女性科學家
今年,諾貝爾化學獎首次同時授予兩位女性科學家。在這之前,只有5位女性獲得過諾貝爾化學獎。第一位獲此殊榮的女性是大名鼎鼎的居里夫人,她于1911年與丈夫一同獲獎,第二位獲獎女性則是他們的女兒。
作為一位女性科學家,上海交通大學醫學院上海市免疫學研究所王穎教授為此感到自豪。她說,目前在生命科學、生物醫藥和化學領域,涌現了許多杰出的女科學家,“這些領域需要敏銳的觀察力和一雙靈巧的手,因為需要做實驗,女性有一定優勢,完全可以做出和男性一樣重要的貢獻。”埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶和詹妮弗·杜德納的獲獎,無疑將鼓舞更多女性勇攀科學之巔。
王穎認為,“能在這么短的時間里拿到諾貝爾獎,說明學界充分肯定這項技術,它從原創到應用已呈現出爆發性增長,未來將會給人類健康帶來巨大變化。”王穎介紹,“基因剪刀”技術在很多領域都有商業應用價值,這一成果在誕生之初就擁有專利,獲得了巨額融資,堪稱產學研結合的典范。
美國麻省理工學院的80后華裔科學家張鋒最早在哺乳動物細胞內證明了“基因剪刀”的可行性,之前他也被視為諾貝爾獎的熱門人選。這次他沒有獲獎,王穎坦言“有點令人意外”。
欄目主編:黃海華
文字編輯:侍佳妮
題圖來源:頒獎典禮直播截圖