她們重寫了「生命密碼」

2021-01-11 騰訊網

10月7日，2020年諾貝爾化學獎正式揭曉，法國科學家埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷和美國科學家珍妮弗·安妮·道德納獲得這一獎項，以表彰其「開發了一種基因組編輯方法」。這兩位女科學家2012年發現CRISPR/Cas9基因剪刀以來，相關的應用呈爆炸式增長。瑞典皇家科學院常任秘書戈蘭·漢松當天在皇家科學院公布了獲獎者名單及主要成就。漢松說，今年的獲獎研究成果是「基因剪刀——重寫生命密碼的工具」。

▲10月7日，瑞典斯德哥爾摩，瑞典皇家科學院公布2020年諾貝爾化學獎獲得者。瑞典皇家科學院宣布，將諾貝爾化學獎授予法國科學家埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷和美國科學家珍妮弗·安妮·道德納，以表彰她們在基因組編輯方法研究領域作出的貢獻。圖/新華社

「這兩位女科學家獲得諾獎是意料之中，但也有點小尷尬。」10月7日，得知2020年諾貝爾化學獎結果後，長期關注生物化學領域研究的中南大學化學化工學院教授張翼對瀟湘晨報記者說。

昨日法國科學家埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷和美國科學家珍妮弗·安妮·道德納因為基因剪刀研究斬獲諾貝爾化學獎。張翼說，其實該項研究更多的是偏生物學領域。不過，近些年諾貝爾化學獎越來越多地向生物學領域靠攏。

揭秘 女科學家發現了「多用」基因剪刀

張翼介紹，早在1987年，人們就發現病毒到達細菌以後，會在細菌的DNA序列裡，插進去一小段。而細菌在「對付了」一個病毒以後，將它的DNA「捕獲」一個片段，插入到自己的基因組（DNA）中歸檔。下次再碰到同類病毒的入侵，細菌發現這個病毒的DNA已經存列在案，比對以後就可以迅速剪切銷毀。這樣，當細菌第二次受到同一個病毒感染時，就具備了對它的免疫力，被稱為獲得性免疫。

2012年，埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷和珍妮弗·安妮·道德納發現了CRISPR/Cas9基因剪刀。打一個通俗的比方，以前的基因剪刀是一對一而且是「一次性」的。它一次只能對應DNA中的一個點進行工作，下一次要再對DNA動手術，只能再「設計」一個新的剪刀。但是CRISPR/Cas9基因剪刀可以通過準確的定位在指定地方去切，而且可以多個點使用，而且下一次再需要動「手術」時，也無需再使用新的「剪刀」。同時，兩位女科學家還第一次提出，我們不僅可以切掉不喜歡的病毒，而且生物基因中一些不好的片段也可以切掉。

運用 新的癌症療法臨床試驗正在進行

繼兩位女科學家的重大發現後，相關的應用可謂呈爆炸式增長。「基因剪刀」在基礎研究中的許多重要發現中也作出了貢獻，例如，植物學研究中，植物研究人員已經能夠開發抗黴菌、害蟲和乾旱的作物，而在醫學上，新的癌症療法的臨床試驗也正在進行中，治癒遺傳性疾病的夢想或許在不遠的未來實現。這些基因剪刀把生命科學帶入了一個新時代，並且在許多方面給人類帶來了最大的利益。

「好比過去你拿剪刀去剪，你在哪兒剪？該怎麼剪？……這都不可控，所以很多時候容易被細菌感染。」張翼說，而Cas9基因剪刀則能夠幫生物學家準確定位到特定的DNA序列，然後他可以準確地切除相應的基因片段，或者插入一些基因片段。當然，該項技術在動物身上做得比較成功，但真正運用到人身上，涉及到巨大倫理爭議，屬于越界。

對於高校普通本科生、研究生來說，該項研究也意味著他們可以在實驗室進行一些簡單的生物基因編輯，準確性高而且成本較低。

基因編輯是轉基因之後人類找到的又一種基因工程技術手段，它在本質上與轉基因並無不同，都是在分子水平上改變生物的遺傳特性，兩者在技術上各有長短；但因基因編輯不涉及外來基因，在公眾層面更易被接受。可以預期，未來在合成生物、育種技術等領域，將形成轉基因與基因編輯兩種技術交相輝映的格局。

趣聞

鍾愛跨界授獎的諾貝爾化學獎

張翼教授談到今年的諾貝爾化學獎，提到了「有點小尷尬，因為這項研究更多的是偏生物學領域。」

事實上，化學獎頒獎的時候，生物學家、物理學家，都是和化學家一起等瑞典皇家科學院的電話的。

因為，翻看諾貝爾化學獎歷屆獲獎者名單，會發現即該獎項似乎特別鍾愛「跨界授獎」，它也因此被網友戲稱為「諾貝爾理綜獎」。

從2000年到2018年頒發的18次諾獎化學獎中，有12次是和生命科學交叉的獎項。另外還有多次非純化學領域獲得獎項。比如，2017年諾貝爾化學獎頒給了冷凍電鏡技術的發明者，就被網友們戲稱為，「諾貝爾化學獎頒給物理學家，以獎勵他們的成果有益於生物學家的研究。」

為何會出現這種跨界頒獎情況？一位化學獎解釋，「我們現在看到的成果好像更多地運用在生物、物理領域，但是這些研究首先是建立在了解、利用化學物質的基礎上，所以把獎項歸到化學獎，也是合理的。」

延伸

華裔科學家未能一同加冕

今年的諾獎化學獎頒給了基因重組研究，華裔科學家張鋒教授未能一同加冕，讓不少研究者覺得可惜。

張鋒，1982年出生於河北石家莊，史丹福大學化學及生物工程博士。他最著名的工作是基因修飾技術CRISPR-Cas9的發展和應用，率先獲得了美國專利，並被視為諾貝爾獎的熱門人選之一。可以說，張鋒其實是CRIS PR基因編輯技術的奠基人之一。

但此次「落選」，也算意料之外，情理之中。之前有解釋說，雖然張鋒在CRISPR的應用上做出了巨大的貢獻，但是CRISPR的多數奠基工作都是由埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷和珍妮弗·安妮·道德納完成的。

但也有人鳴不平。比如2016年，國際基因測序先驅埃裡克·蘭德在國際學術期刊《細胞》發表綜述文章，總結CRISPR技術的發展歷程。埃裡克·蘭德就認為張鋒利用CRISPR在真核細胞生物實現基因編輯之後，CRISPR技術帶來了「暴風驟雨般的改變」。

瀟湘晨報記者李柯夫長沙報導

【來源：瀟湘晨報】

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