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作者:Yun
北京時間10月7日下午,瑞典皇家科學院將2020年諾貝爾化學獎授予美國科學家詹妮弗·杜德納(Jennifer A.Doudna)和法國科學家埃曼紐爾·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier),以表彰她們在基因編輯技術方面的貢獻。
CRISPR技術自問世以來,就一直被諾獎候選的光環所圍繞。為了CRISPR的專利歸屬權,Doudna和Charpentier曾與華裔科學家張鋒對簿公堂。但本次張鋒卻與諾獎失之交臂,令人唏噓。
人物介紹
據諾貝爾官網介紹,卡彭蒂耶於1968年出生於法國奧爾日河畔瑞維西,是德國柏林馬克思·普朗克病原學研究室主任;杜德納於1964年出生於美國華盛頓特區,是美國加州大學伯克利分校教授,霍華德·休斯醫學研究所研究員。
詹妮弗 · 杜德納
詹妮弗·杜德納(Jennifer Doudna)Doudna從小就對科學感興趣,她沉迷於熱帶雨林,對世界萬物充滿好奇。上高中時,她聽了一位女科學家的講座,介紹正常的細胞如何轉變為癌症細胞,頓時覺得這太偉大了。也是從那一刻起,Doudna立志要成為像這位女科學家一樣偉大的人。大學畢業後,Doudna就開始潛心鑽研RNA模型,研究RNA對於細胞發揮的不同功能。
也許正是因為這種獨特和與眾不同,才讓她能遠離人群,從事孤獨的科研事業。Doudna的丈夫Jamie Cate回憶:「她的成長環境培養了她堅強的性格,她可以應對很大的壓力。」
埃馬紐埃爾 · 卡彭蒂耶
卡彭蒂耶在巴黎附近的一個小鎮長大,從很小開始,她就有了清晰的人生目標:做些什麼來推動醫學事業。有一次去修道院拜訪身為傳教士的姑姑,讓她對未來有了這樣的暢想:在一個可愛的環境裡,獨自做自己的事情。
無論做什麼,父母都完全支持卡彭蒂耶的夢想。她曾學過鋼琴和芭蕾,但最終還是投向了生命科學。從巴黎第六大學畢業後,卡彭蒂耶決定進入巴斯德研究所繼續讀博。在這裡,她在基礎研究方面的出色表現為她贏得了讚譽,同時她還加入了夢寐以求的抗生素抗性研究項目。博士期間,卡彭蒂耶對細菌DNA片段進行了分析,該DNA可在基因和細胞之間移動,並傳遞抗藥性。
「基因剪刀」的發現
化膿性鏈球菌是一種對人類造成最大傷害的細菌,艾曼紐(Emmanuelle Charpentier)在對化膿性鏈球菌的研究中發現了一種以前未知的分子tracrRNA。她的研究表明:tracrRNA是細菌古老的免疫系統CRISPR / Cas的一部分,該系統通過切割病毒的DNA解除了它們的武裝。
Charpentier於2011年發表了她的發現。同年,她發起了與具有豐富RNA知識的資深生物化學家Jennifer Doudna的合作。她們共同努力,成功地在試管中重建了細菌的遺傳剪刀,並簡化了剪刀的分子成分,因此更易於使用。
在一個劃時代的實驗中,她們隨後對遺傳剪刀進行了重新編程。剪刀以其天然形式識別病毒中的DNA,但是Charpentier和Doudna證明可以對其進行控制,以便可以在預定位置切割任何DNA分子。切割DNA的地方很容易重寫生命密碼。
基因編輯技術影響與貢獻
研究人員若要發現生命的內部運作原理,就需要了解細胞中的基因。這曾經是耗時、困難甚至是不可能的工作。但是現在使用CRISPR / Cas9基因編輯技術,可以在幾周時間內了解生命周期。
諾貝爾化學委員會主席克拉斯·古斯塔夫森說:「這種基因剪輯技術擁有巨大的力量,影響了我們所有人。它不僅使基礎科學發生了革命性變化,而且還產生了開創性的療法。」
據介紹,她們開發了基因技術中最銳利的工具之一:CRISPR/Cas9「基因剪刀」。利用這些技術,研究人員可以極其精確地改變動物、植物和微生物的DNA。
諾獎官網稱:這項技術對生命科學產生了革命性的影響,可以幫助研究者開發新的癌症療法,並使治癒遺傳疾病的夢想成為現實。
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