解讀2020年諾貝爾化學獎:什麼是CRISPR/Cas9基因編輯技術?

2020-10-09 新華社客戶端

新華社北京10月9日新媒體專電 法國科學家埃瑪紐埃爾·沙爾龐捷和美國科學家珍妮弗·杜德納獲得了2020年諾貝爾化學獎。她們「研發了一種基因編輯方法」,重寫了「生命密碼」。這種技術工具名為CRISPR/Cas9。但它到底是什麼?有何潛力?是誰為它奠定了基礎?

據埃菲社馬德裡10月7日報導,它是一種生物學工具,能以前所未有的精度來編輯基因組,而且比以前的其他任何方法都更簡便、成本更低。就像文本編輯工具一樣,CRISPR/Cas9能夠通過「剪切和粘貼」脫氧核糖核酸(DNA)序列的機制來編輯基因組。這套系統源自細菌的防禦機制,是一種對任何生物基因組均有效的基因編輯工具。

這套系統在哪裡?

報導稱,CRISPR/Cas9系統是原核生物(細菌和古細菌等)擁有的一種防禦機制。這些單細胞生物沒有明確的細胞核,其遺傳物質分散在細胞內。

它到底是什麼?

報導指出,這種防禦機制使這些生物能夠以一種延續不斷且非常有效的方式防禦病毒侵襲。相比之下,為了獲得針對病毒的免疫力,人類需要一代又一代地接種疫苗,因為我們無法遺傳這種免疫力。

西班牙研究人員弗朗西斯·莫希卡發現,對病毒產生免疫力的細菌能通過基因將這種免疫力傳給它們的子細胞。因此,這是一種代代相傳的適應性免疫系統。

是誰發現了這一系統?

在研究西班牙聖波拉鹽沼的原核生物多年後,莫希卡於2003年完成了這一發現,但直到2005年才在分子進化領域的一家權威期刊上發表。

在那之前,莫希卡詢問了許多著名期刊,但他們都不相信來自西班牙阿利坎特的一位微生物學家會發現如此重要的東西。

十多年後,沙爾龐捷和杜德納因開發該技術而獲得了諾貝爾化學獎,而被認為是該工具之父的莫希卡卻無緣獲獎。

誰可以使用這種工具?

報導稱,這種基因組編輯技術為在幾乎所有生物體中的大量應用操作打開了大門。自2012年這一編輯技術由沙爾龐捷和杜德納開發以來,CRISPR/Cas9已用於尋找針對多種疾病(包括癌症和愛滋病等)的新療法,以及培育植物新品種等。

為什麼說這是革命性成果?

報導稱,這項技術可隨意改變生物基因組。

CRISPR/Cas9將對未來的醫學產生什麼影響?

這是生物學和醫學領域最重要的革命之一。對於已知的CRISPR技術應用來說,CRISPR/Cas9將在此基礎上增加治療許多疾病的可能性。

該工具將繼續進行開發和改進,以獲得更大的安全性和有效性,直到成為對受某些疾病影響的數以百萬計患者有用的治療方法。

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