10月7日,年诺贝尔化学奖颁给了德国马克斯-普朗克病原体科学研究所主任埃曼纽尔·卡彭蒂耶(EmmanuelleCharpentier)和美国加州大学伯克利分校教授、霍华德·休斯医学研究所研究员詹妮弗·杜德纳(JenniferDoudna),获奖理由是开发了基因编辑技术CRISPR/Cas9。CRISPR/Cas9又称基因魔剪。
其中CRISPR的含义是“规律间隔成簇短回文重复序列”,Cas9酶则是能够切割DNA链的“剪刀”。该酶可以在特定位点对DNA进行切割,从而进行DNA插入和编辑。
诺奖组委会将CRISPR/Cas9称作基因技术中最锐利的工具之一,它可以精确改变动植物和微生物的DNA。相对于此前的基因技术,CRISPR/Cas9更便捷、更便宜。
基因编辑光环背后悬疑一地:
明星科学家张锋为何与诺奖擦肩而过?他究竟有没有资格获奖?
基因编辑距离我们的生活还有多远?
中美争端背景下,拥有核心专利的美国会不会让基因编辑技术成为制约中国发展的另一种“芯片?
背后英雄,不止张锋
按照宾夕法尼亚州立大学教授、从事植物基因工程研究的杨亦农的说法,卡彭蒂耶和杜德纳的工作并非从零到一,而是有众多他人的铺垫工作,二人更多是完成了临门一脚,并且完成得比较漂亮。
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德国马克斯-普朗克病原体科学研究所主任埃曼纽尔·卡彭蒂耶(EmmanuelleCharpentier,右)和美国加州大学伯克利分校教授、霍华德·休斯医学研究所研究员詹妮弗·杜德纳(JenniferDoudna,左)年在一起。(来源:AlexanderHeinel/PictureAlliance/DPA)
CRISPR的发现起源于西班牙阿利坎特大学的微生物学家弗朗西斯科·莫伊卡(FranciscoMojica)。年,莫伊卡在古细菌中发现了独特的重复DNA序列,随后他们又发现类似序列在原核生物中广泛存在;并且能够感染细菌的噬菌体中含有CRISPR的间隔序列。
科学家由此推测,CRISPR可作为细菌的免疫系统来防御病*入侵。随后多个研究团队认识到,CRISPR可以编程并切割其它DNA片段。年,卡彭蒂耶和杜德纳在《科学》杂志(Science)发表论文指出,细菌用以对抗病*的CRISPR/Cas9系统可以作为简单、灵活的基因组编辑工具。
其实,立陶宛维尔纽斯大学维吉尼亚斯·斯克斯尼斯(VirginijusSiksnys)也独立开发了CRISPR基因编辑技术,展示了如何指示Cas9酶切割DNA序列。遗憾的是,其研究在年4月被《细胞》(Cell)拒稿,最终发表在《美国国家科学学院院刊》(PNAS),比卡彭蒂耶和杜德纳在《科学》论文晚发表了两个多月。
年,张锋团队在《科学》杂志发表论文表示,用新的CRISPR–Cas9系统可以精确编辑人类和小鼠细胞的基因组。
年8月,美国医学科学 奖阿尔伯尼生物医学奖颁给了基因编辑技术。卡彭蒂耶、杜德纳、莫伊卡、张锋以及洛克菲勒大学细菌学实验室副教授卢西亚诺·马拉夫尼(LucianoMarraffini)博士获奖。马拉夫尼是阿根廷人,他证明了CRISPR作用于DNA靶标。
有意思的是,这些学者既是队友又是对手。年,杜德纳与张锋、丘奇共同创立了医药公司EditasMedicine以开发基于CRISPR的药物。杜德纳与丘奇还参与了另一家医疗公司Intellia。
同时,杜德纳与张锋分别所属的机构在激烈争夺真核细胞中CRISPR技术的专利优先权。
如今,杨亦农的一个德国博士在杜德纳实验室做博士后。杨亦农说,其实这几个人私下关系还不错,“至少在开会的时候看起来还好”。
张锋的遗憾
诺奖漏掉的英雄人物众多,但张锋是其中备受