实至名归!分子遗传学第三座里程碑终获诺奖,华人科学家张峰失之交臂-LMLPHP

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“从这项技术被发明出来科学家们就知道,获得诺贝尔奖是早晚的事。”当得知2020年诺贝尔化学奖被授予两位女性科学家埃马纽埃尔 · 卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier )和 詹妮弗 · 杜德纳(Jennifer A. Doudna),以表彰他们在基因编辑方面做出的贡献后,中科院分子植物科学卓越创新中心研究员覃重军对此并不意外。

在他看来,分子遗传学发展过程中在技术层面有三座里程碑:一是基因测序技术;二是PCR(生物学的聚合酶链反应),一种放大扩增特定DNA片段的分子生物技术;三是被称为“基因魔剪”的CRISPR/Cas9基因编辑技术。目前为止,三项里程碑技术都获得了诺贝尔奖组委会的青睐,说明它们对生命科学的贡献实至名归。

CRISPR/Cas9这项新技术使人们能更精准地对DNA代码进行控制,换句话说,基因编辑技术使人们可以按自己的意愿改写DNA这本由脱氧核苷酸写成的生命之书。然而长期以来,科学家们只能通过物理和化学诱变、同源重组等方式来对DNA进行编辑。但这些方法要么编辑位置随机,要么需要花费大量人力物力进行操作。

覃重军列举了他们团队在2018年做的一项工作——把16条染色体合并成一条,在做融合时,按照方法在染色体上切割、连接的效率太低,而“基因魔剪”则可同时精准切割5-10个基因位点,大大提高了操作效率。“可以说,从微生物到植物、动物,所有的分子生物实验室都在使用这项技术。”他说。

在两位女科学家之前,也有人已经注意到这项技术。1987年,日本大阪大学的Nakata研究组在分析大肠杆菌时就发现,细菌中存在一些异常重复的序列;上20世纪80年代末,西班牙阿利坎特大学的Francisco Mojica再次在一种古菌种发现了类似的重复序列,这引起了他极大的兴趣。不过两位女科学家的贡献在于在机理上把这一现象解释得很清楚,可以说没有她们的工作,这项技术就不可能扩展到高等生物上去。

不过,覃重军也对一个人没有上榜表达了遗憾,那就是美国麻省理工大学终身教授、华人科学家张峰。据介绍,他证实了CRISPR能够在真核细胞中起作用,从而揭示了它的巨大潜力,换言之,两位女科学家的工作解释了CRISPR在微生物的作用,张峰的工作让CRISPR能够应用于植物、动物包括人类细胞。

当然,诺贝尔奖总是奖励最初“叩门”的那个人,奖励原创是它的招牌,这也鼓励科学家要做更多“从0到1”的创新。除了张峰之外,还有许许多多人都为CRISPR技术的进步作出了贡献,这一不到10年的技术已经成为这个时代最强大的基因操作工具,推动生命科学不断向前进步。

10-07 19:14