科普:重写生命密码的工具——解读2020年诺贝尔化学奖成果

科普:重写生命密码的工具——解读2020年诺贝尔化学奖成果
新华社北京10月7日电(记者张晓茹)2020年诺贝尔化学奖7日颁发两名女科学家,以赞誉她们在基因组修正办法研讨范畴作出的奉献。这儿的基因组修正办法,指的正是当下抢手的CRISPR/Cas9基因修正技能。 脱氧核糖核酸(DNA)是重要遗传物质,它呈螺旋互绕的双链结构,在DNA链条上含有遗传信息、具有某种功用的DNA片段便是基因。基因修正技能可以断开DNA链条,对其进行改动,然后从头衔接,就像人们写作时修正文字那样。因为对DNA链条有剪断操作,因而该技能被形象地称为“基因剪刀”。 基因修正技能早在20世纪90年代就已呈现,但从前十分耗时,乃至难以完成。使用CRISPR/Cas9基因修正技能,可在几周时间内改动生命的暗码——DNA。 CRISPR全名为“成簇的、规则距离的短回文重复序列”,是细菌防护病毒侵入的一种机制。2012年法国科学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷和美国科学家珍妮弗·品德纳宣布研讨指出,她们开宣布CRISPR/Cas9基因修正技能。这项技能随后成为生物医学史上第一种可高效、准确、程序化修正细胞基因组包含人类基因组的东西。这种技能便是以核糖核酸(RNA)做导游,把Cas9酶带到相应的方位,然后用这种酶切开病毒DNA。 比较此前的技能,CRISPR/Cas9技能具有成本低、易上手、功率高级优势,使得对基因的修剪改造“普通化”,因而风行整个生物学界。科学界普遍认为,这是21世纪以来生物技能方面最重要的打破。这一技能曾三度入围美国《科学》杂志年度十大打破,并且在2015年被该杂志评为年度头号打破。 就像在科学范畴经常产生的“偶尔”那样,“基因剪刀”的发现进程也出人意料。沙尔庞捷在研讨化脓性链球菌时,发现了一种不知道分子——tracrRNA。她的研讨显现,tracrRNA是细菌的陈旧免疫系统“CRISPR/Cas”的一部分,可以经过切开病毒的DNA来使病毒“缴械”,然后消除其损害。 沙尔庞捷2011年宣布了上述研讨效果。同年,她与品德纳开端协作研讨。在一次具有划时代含义的试验中,她们对“基因剪刀”进行改造。在天然方式下,这种“剪刀”可以识别出病毒中的DNA。可是沙尔庞捷和品德纳发现能对“剪刀”施加操控,这样一来就能在任何预先设定的方位切开任何DNA分子。一旦DNA被切开,那么重写生命的暗码就变得简略了。 尔后,“基因剪刀”技能的使用次数呈爆炸性增加。在根底科研范畴,跟着这一技能的使用,涌现出许多重大效果。例如植物研讨者开宣布可以耐霉菌、害虫和干旱的作物;在医学范畴,与该技能相关的癌症新疗法临床试验正在展开,治好遗传性疾病有望成为实际。 总的来说,“基因剪刀”技能为生命科学研讨敞开了一个新时代,并从许多方面造福人类。诺贝尔化学奖评选委员会7日在新闻公报中说:“这个基因修正东西具有巨大能量,会影响到咱们每个人。它不仅在根底科学范畴引发了革新,还产生了许多立异性效果,并将带来具有独创性的新医治办法。”

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