“基因剪刀”获诺贝尔化学奖，革新与争议同行
2022-07-12 17:41:33 檀州农业网
瑞典皇家科学院10月7日宣布，将2020年诺贝尔化学奖授予美国女科学家詹妮弗德纳和法国女科学家伊曼纽尔夏彭蒂埃，以表彰基因编辑方法CRISPR/Cas9的发明。
CRISPR是簇规则间隔短回文重复序列(clusteredregularlyinterspacedshortpalindromicrepeats)英语用语的首字母，是基因组DNA上的特殊序列，是细菌和古细菌中的获得性免疫系统其实，CRISPR/Cas9是一把特殊有力的基因剪刀。
诺贝尔奖委员会概述了两个人的创造性工作。沙宾蒂埃首先在对人类造成巨大伤害的细菌化脓性链球菌的研究中发现了迄今为止鲜为人知的分子tracrRNA。研究表明，tracrRNA是细菌古老免疫系统CRISPR/Cas的一部分，该系统通过切断病毒DNA，防止病毒产生毒性。
2011年夏彭蒂埃发表了她的研究结果。同年，香槟蒂埃与RNA知识丰富的资深生物化学家杜德纳合作，在试管中成功重建了细菌的遗传剪刀，简化了剪刀的分子成分，因此更容易使用。
迄今为止，研究者也发现和发明了一些基因剪刀，但不如CRISPR那样锋利和高速。利用特定的CRISPR/Cas9基因剪刀，有效地切断动物、植物、微生物多种生物的DNA，以极高的精度改变生物的基因，从而得到人们需要的生物产品或结果。
另一方面，发现人体内某个癌症的病原基因时，有可能使用CRISPR/Cas9基因剪刀切割癌基因，进行癌症的防治。特别是苯酰酮尿症、重症地中海贫血等罕见疾病和遗传病大多是由基因变异和基因编码产生的，如果用基因剪刀除去病原基因，就有可能从根本上治愈这些疾病。
另一方面，人类也可以利用这种基因剪刀，开发霉菌、害虫、能抵抗干旱的农作物等，为了满足人类的需要而生产创新的作物。2019年，肯尼亚国际热带农业研究所(IITA)的科学家雅因特拉特里帕斯小组使用基因剪刀CRISPR/Cas9，防止大香蕉出现条文病毒的症状。
基因剪刀CRISPR/Cas9被认为对生命科学产生了革命性的影响，但其应用也在探索中，容易引起伦理争论。特别是用于人时，可能会给健康和生命带来意想不到的结果。因为CRISPR/Cas9具有脱靶效果，有可能在DNA错误的位置切割引起意想不到的伤害，或偏离原来的设计目标。如果是疾病的治疗，可能会导致无法预防的严重后果。
进而，使用基因剪刀治疗人的遗传病需要从胚胎期开始进行基因切割，其中的微小基因序列中可能含有很多不同功能的基因，一旦去除目标，将来的生命和个体就会产生意想不到的结果。因此，利用基因剪刀在胚胎期治疗地中海贫血和艾滋病等的实验中止了。目前正在进行一系列防止脱靶的研究。
CRISPR/Cas9基因剪刀获得了今年的诺贝尔化学奖，背后也有中国科学家的贡献。比如，我是麻省理工大学教授张锋，但他没有获得这次诺贝尔奖。一位科学家预测生理医学奖有可能授予张锋。因为他成功地将CRISPR应用于生物细胞，为临床治疗疾病和基础应用奠定了基础。
这个预测还在等待将来的检查。但是，未来基因编辑技术将在争论的呼声中前进，生命代码的“解读”和“改写”无疑是生物化学领域的重要课题。
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