解讀2020年諾貝爾化學獎

2020年諾貝爾化學獎，授予美國加州大學教授詹妮弗·杜德納(Jennifer Doudna)和現在德國工作的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領域做出的突出貢獻。

兩位科學家合作發展了新型CRISPR/Cas9基因編輯方法, 並精準地應用於改變動物、植物、微生物的DNA。這項技術對生命科學產生了革命性影響, 有望催生創新性癌症治療策略, 並可能讓治癒遺傳性疾病這一人類夢想成真。（This technology has had a revolutionary impacton the life sciences, is contributing to new cancer therapies and may make the dream of curing inherited diseases come true.）。

該技術已經在試驗用於治療癌症和遺傳基因疾病如地中海貧血、血友病，色盲等，也會對農業有很大影響。圖1中為對CRISPR/CAS9發展及應用做出重要貢獻的三個人；前兩個獲得今年的諾貝爾化學獎，她們兩人合作於2012年8月在SCIENCE上發表文章，在試管中利用純化的CAS9蛋白和兩條RNA序列，實現對大腸桿菌基因的剪切。麻省理工大學博德研究所的華人學者張鋒（圖1中的第三位），半年後，也在SCIENCE上發表文章，將該技術首次應用於哺乳動物和人體活細胞中DNA剪切，並且獲得該技術應用方面的第一個專利。儘管一直以來，張鋒獲諾貝爾獎的呼聲也很高，但遺憾落選。

圖1、對發展CRISPR/CAS9基因剪切技術的發展做出重要貢獻的三個人

在該技術發現與發展的歷程中，同樣有一個人功不可沒。這個人就是西班牙阿利坎特大學的Francisco Mojica（弗朗西斯科·莫伊卡）（圖2所示），此人正是CRISPR的第一個發現者（命名者）。那麼CRISPR是什麼呢？CRISPR全稱Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats—成簇的規律間隔的短回文重複序列，分布在40%的已測序細菌和90%的已測序古細菌當中。簡單說，CRISPR系統，就是細菌通過記錄和精準攻擊入侵病毒的DNA序列而進行自身防禦的適應性免疫系統。今年諾貝爾化學獎獲得者就是利用這一技術進行了基因的切割，後續的發展使得這一簡單而有效的技術能夠在哺乳動物和其它生物體的活體細胞內進行基因組編輯。

圖2、西班牙阿利坎特大學的Francisco Mojica（弗朗西斯科·莫伊卡）

至於莫伊卡如何發現及研究CRISPR的故事，我將在後續進行梳理分享。