獲得諾貝爾獎的“基因剪刀”:重寫生命編碼的工具
2020年諾貝爾化學獎授予了Emmanuelle Charpentier和Jennifer Doudna,這兩位科學家開發了基因技術中最銳利的工具之一:CRISPR/Cas9基因編輯技術。該技術也被稱為“基因剪刀”。
利用這一技術,研究人員可以極其精確地改變動物、植物和微生物的DNA。這項技術對生命科學產生了革命性的影響,可以幫助研究者開發新的癌症療法,並使治愈遺傳疾病的夢想成為現實。
科學的吸引力之一在於其不可預測性——你永遠不可能事先知道一個想法或問題會將你引向何處。對於一個充滿好奇心的人,有時會遇到死胡同,有時則會遇到一個充滿障礙、需要數年才能走完的迷宮。但是,正是通過一次次探索,我們才能看到無限的可能。
CRISPR-Cas9基因編輯技術就是這樣一個具有驚人潛力的意外發現。當Emmanuelle Charpentier和Jennifer Doudna開始研究鏈球菌的免疫系統時,她們的一個想法是或許能夠開發出一種新的抗生素。然而,最終她們卻發現了一種分子工具,可以在遺傳物質上進行精確的切割,使修改生命密碼成為可能。
影響重大的分子工具
在她們的發現僅僅8年之後,這些“基因剪刀”已經重塑了生命科學。通過這種技術,生物化學家和細胞生物學家現在可以很容易地研究不同基因的功能,以及它們在疾病進展中的可能作用。
在植物育種中,研究人員可以賦予植物特殊的性狀,比如在更溫暖的氣候下抵禦乾旱的能力。在醫學方面,這個基因編輯器正在為新的癌症療法和最早嘗試治愈遺傳疾病的研究做出貢獻。CRISPR-Cas9的潛力幾乎是無窮無盡的,但其中也包括一些不道德的應用。與所有強大的技術一樣,這些“基因剪刀”需要加以管理,這方面之後將詳細介紹。
2011年,無論是Emmanuelle Charpentier還是Jennifer Doudna,都不知道她們在波多黎各一家咖啡館的第一次見面會如何改變她們的一生。我們的介紹將從Charpentier開始,她最初提出了合作的建議。