【文匯報】實至名歸!分子遺傳學第三座里程碑終獲諾獎,華人科學家張峰失之交臂

“從這項技術被發明出來科學家們就知道,獲得諾貝爾獎是早晚的事。”當得知2020年諾貝爾化學獎被授予兩位女性科學家埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷(Emmanuelle Charpentier )和 珍妮弗·道德納(Jennifer A. Doudna),以表彰他們在基因編輯方面做出的貢獻后,中科院分子植物科學卓越創新中心研究員覃重軍對此并不意外。

在他看來,分子遺傳學發展過程中在技術層面有三座里程碑:一是基因測序技術;二是PCR(生物學的聚合酶鏈反應),一種放大擴增特定DNA片段的分子生物技術;三是被稱為“基因魔剪”的CRISPR/Cas9基因編輯技術。目前為止,三項里程碑技術都獲得了諾貝爾獎組委會的青睞,說明它們對生命科學的貢獻實至名歸。

CRISPR/Cas9這項新技術使人們能更精準地對DNA代碼進行控制,換句話說,基因編輯技術使人們可以按自己的意愿改寫DNA這本由脫氧核苷酸寫成的生命之書。然而長期以來,科學家們只能通過物理和化學誘變、同源重組等方式來對DNA進行編輯。但這些方法要么編輯位置隨機,要么需要花費大量人力物力進行操作。

覃重軍列舉了他們團隊在2018年做的一項工作——把16條染色體合并成一條,在做融合時,按照方法在染色體上切割、連接的效率太低,而“基因魔剪”則可同時精準切割5-10個基因位點,大大提高了操作效率。“可以說,從微生物到植物、動物,所有的分子生物實驗室都在使用這項技術。”他說。

在兩位女科學家之前,也有人已經注意到CRISPR/Cas。1987年,日本大阪大學的Nakata研究組在分析大腸桿菌時就發現,細菌中存在一些異常重復的序列;上20世紀80年代末,西班牙阿利坎特大學的Francisco Mojica再次在一種古菌種發現了類似的重復序列,這引起了他極大的興趣。不過兩位女科學家的貢獻在于在機理上把這一現象解釋得很清楚。

不過,覃重軍也對一個人沒有上榜表達了遺憾,那就是美國麻省理工學院終身教授、華人科學家張鋒。據介紹,他證實了CRISPR能夠在高等生物中起作用,從而揭示了它的巨大潛力,換言之,兩位女科學家的工作解釋了CRISPR在微生物的作用,張鋒的工作讓CRISPR/Cas能夠應用于包括人類細胞在內的哺乳動物中。

當然,諾貝爾獎總是獎勵最初“叩門”的那個人,獎勵原創是它的招牌,這也鼓勵科學家要做更多“從0到1”的創新。除了張峰之外,還有許許多多人都為CRISPR/Cas技術的進步作出了貢獻,這一不到10年的技術已經成為這個時代最強大的基因操作工具,推動生命科學不斷向前進步。

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