諾貝爾化學獎花落「基因剪刀」,為何沒有華人科學家張鋒的名字?

2021-02-15 科技日報

◎ 科技日報記者 張蓋倫

幾乎所有人都認為CRISPR/cas 9會獲得諾貝爾獎。

懸念只是,什麼時候獲得,以及除了法國生物化學家埃瑪紐埃爾·沙爾龐捷(Emmanuelle Charpentier)和美國結構生物學家珍妮弗·杜德納(Jennifer A. Doudna)之外,還有誰會得獎。

2020年10月7日,懸念揭曉。在《科學》雜誌發表具有裡程碑意義的論文僅僅八年後,這對女搭檔就斬獲了諾貝爾化學獎。

左側為法國生物化學家埃瑪紐埃爾·沙爾龐捷,右側為美國生物化學家珍妮弗·杜德納。

當然,在此之前,她們已經因為這把神奇剪刀,獲得了多個重量級獎項。

八年時間,基因剪刀已經攪動風雲,對整個人類社會都產生了深遠影響。

杜德納是優秀的結構生物學家,沙爾龐捷研究的是細菌生物學。後者在實驗室研究化膿鏈球菌當中的CRISPR序列時發現,細菌中僅僅需要一種cas蛋白和兩段RNA分子,就可以識別和切割病毒。沙爾龐捷想知道,cas蛋白究竟如何作用。

2011年,在一次學術會議後,沙爾龐捷找到了杜德納,兩人開始了一段跨洋合作,也開啟了基因編輯史的新篇章:她們發現,人工設計的嚮導RNA可以讓Cas9蛋白指哪打哪,切割任意指定的一段DNA序列。

CRISPR橫空出世,風頭很快蓋過了此前的基因編輯技術。

對,它並非第一代基因編輯技術。在此之前,有鋅指蛋白酶和「TALE」蛋白等。北京大學生命科學學院教授魏文勝告訴科技日報記者,這兩代技術都是用蛋白來識別DNA序列, CRISPR則是通過RNA來識別DNA序列,使得基因編輯難度可以大幅下降。可以說,CRISPR更加「平易近人」。

杜德納曾在接受採訪時說,這一技術「我們剛剛發明出來,人們就開始用了」。她指出,CRISPR能輕易地改變任何生物的遺傳信息,甚至包括人類自身。它的準確性和高效性深刻改變了基礎研究,為生物學、農業和醫藥帶來了很多新的研究方向和發現。

為什麼獲得的是化學獎?專家並不感到意外。兩位女科學家其實對CRISPR的生物化學機制進行了闡明,向大家提供了基因編輯的便捷高效的工具。其實,化學獎這些年來本來也是「理綜獎」,很多獎也確實是發給了偏生物醫學領域的成果。

諾貝爾化學獎公布後,很多人問道:為什麼沒有張鋒?

張鋒,美國麻省理工學院著名華人科學家,82年出生,CRISPR/cas 9哺乳細胞編輯專利的持有者。

受訪專家告訴科技日報記者,沒有張鋒,可以理解;但如果發給張鋒,也可以理解。

張鋒的主要貢獻,是將CRISPR/cas 9技術進行了推廣,將其用到了哺乳動物細胞上。他將這把剪刀和人類健康聯繫了起來。

華裔科學家張鋒。圖片來源:知識分子

「沙爾龐捷和杜德納做的,是捅窗戶紙的工作,是真正的從0到1。」魏文勝說,「當然,張鋒的工作也非常重要。」

一位不願具名的科學家表示,諾貝爾獎的頒發也有一個「套路」。

它看似表彰的是基礎研究,但其實,它發給的並不是所謂最重要的純粹基礎科學發現,而是當基礎科學的應用產生了巨大的社會影響力之後,再回頭去找當初在基礎研究階段做出最大貢獻的人。

CRISPR技術推廣能如此迅速,其實張鋒也居功至偉。

不過,即使沒有獲得諾貝爾獎,在基因編輯領域,已經大名鼎鼎的張鋒,依然是繞不開的名字。

還有一位科學家,來自立陶宛,叫 Virginijus Siksnys。他也被認為是CRISPR技術的開創者之一。

相比之下,Siksnys確實比較「倒黴」。他的團隊其實和諾獎獲得者團隊各自獨立地、幾乎同時做出了CRISPR相關研究成果,不同的是,Siksnys第一次投稿時被拒絕了。

「所以,這也說明,你的東西被拒絕,不代表做得不好,可能是遇到了不恰當的審稿人或者編輯。」魏文勝說。耽誤了一段時間後,Siksnys的論文才在PNAS在線發表,晚於沙爾龐捷和杜德納團隊。

其實,如果CRISPR是一出樂章,演奏它的人,當然不止一組。只不過,獎項發給沙爾龐捷和杜德納,確實最無可爭議。

僅僅八年,基因編輯界已經發生了翻天覆地的變化。目前,人們正努力讓基因編輯技術變得更加精準高效。

魏文勝告訴科技日報記者,從論文發出到獲得諾獎,時間並不長,這也說明CRISPR技術過於強大,已經被認可,是毫無爭議的革命性技術。

基因編輯技術門檻降低後,它也給一些重要的延伸技術提供了舞臺。「基因編輯領域現在生機勃勃,還有很多應用空間,還有很多發展的可能。未來再在這一領域誕生諾貝爾獎,也毫不奇怪。」魏文勝感慨。

圖片來源:視覺中國

不過,基因編輯技術的應用還是有禁區的。

科學共同體對基因編輯技術的相關應用達成基本共識,即現階段嚴格禁止人類生殖系基因編輯的臨床應用,同時鼓勵基因編輯的基礎研究和在成體細胞層面的基因治療。

魏文勝覺得,劃定紅線是好事。「有一個安全區,反而能讓科學家更加自由地探索,這是一種保護,也給了更大的空間。」否則,若技術的應用出現負面影響,在社會上引起軒然大波,反而會讓原本中性的技術遭到非議,影響其發展前景。

(科技日報記者操秀英對此文亦有貢獻)

來源;科技日報

編輯:張琦琪

審核:王小龍

終審:冷文生

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