道纳和夏庞蒂耶获2020年度诺贝尔化学奖

07/10/2020
03 - Good Health & Well Being

夏庞蒂耶(Emmanuelle Charpentier)和道纳(Jennifer A. Doudna)因开发出一种高效的基因组编辑手段——CRISPR/Cas9基因剪刀——而荣获2020年诺贝尔化学奖。 她们也是2016年度欧莱雅联合国教科文组织杰出女科学家奖得主,两人分别为欧洲和北美地区获奖者,各自为这一突破性新技术的发展提供了重要见解。这项新技术为科学界带来了新的火种,重新定义了基因研究,并使对动植物和人类的遗传物质DNA进行显微外科级编辑成为可能。两位研究人员通力合作,发现了改变任何生物体DNA的简便方法。这种称为CRISPR-Cas9的基因组编辑技术使科学家能够以极高的精确度去除和添加遗传物质。它可以用于禁用基因,纠正基因异常或插入基因以创建人类疾病的动物模型。

我们才刚刚开始掌握这项非凡的新技术的全部能力。 CRISPR-Cas9复合物能够非常精准地进入匹配序列,它为基因治疗、细胞治疗和免疫治疗带来了全新的可能性,开辟了农业和生物技术的新领域,提供了开发药物的新方法,提供了消除导致遗传疾病的DNA缺陷的可能性(例如,从患有囊肿性纤维化的儿童的肺部细胞,或患有某种肌营养不良症的儿童的肌肉细胞中清除某些DNA)。它已被用于挽救无法治愈的白血病患儿的性命,并改善遗传性眼病 视网膜色素变性患者的视力。而且还有其他很多用途。

现代科学,由合作定义

这一重要突破是科学家们共同努力取得成功的典范。

夏庞蒂耶教授是一位备受推崇的微生物学家和遗传学家,多年从事化脓性链球菌研究。化脓性链球菌是导致喉咙痛的细菌之一,我们对它比较熟悉。尤其令她着迷的是它能够抵御噬菌体(捕获细菌的病毒)的攻击,从而自保。 道纳教授是世界著名的结构生物学家,长期以来,她以对RNA(DNA的近亲)的见解见长。2005年,她被委任研究细菌中引人入胜的DNA重复区域CRISPR序列。

对当今的科学家而言,跨越国界和学科边界有助于打开新问题和新答案的大门。

夏庞蒂耶教授

2011年,夏庞蒂耶邀请道纳与其合作。 夏庞蒂耶教授已经发表了有关重要著作,表明细菌能够有效地自我接种,运用CRISPRCas系统抵抗其遇到的病毒。凭借道纳对RNA的渊博知识和夏庞蒂耶对CRISPR-Cas的洞察力,她们共同发表了相关发现——细菌用来破坏敌人的机制能被用作精密遗传编辑工具,以修饰细胞和生物体中的基因。

在我的整个职业生涯中,合作一直是我科研成功关键。要在任何领域取得基础性进展,多学科研究团队至关重要。确实,协作定义了现代科学的研究模式。

道纳教授

2016年,她们俩均获得了欧莱雅联合国教科文组织杰出女科学家奖,该奖项每年颁发给5位突出的女科学家,以表彰其科学成就。她们的获奖是该奖项第一次对二人研究团队的认可,这也证明了合作对创新至关重要。科学学科的发展日趋专业化,研究的复杂程度不断提高,这促使科学家们强化合作,创造共同努力的整体,而不是各个部分的叠加。

夏庞蒂耶教授慷慨帮助其他科学家了解如何运用CRISPR-Cas9技术。结果其应用像野火一样在科学界传播开来,彻底重塑了基因研究。

两位科学家也很快意识到,基因编辑引发了许多潜在的伦理问题。道纳一直走在确保正确讨论和理解这些关切的最前沿。她特别指出了所谓的“生殖细胞编辑”带来的潜在问题,此种编辑通过改变精子或卵子的序列改变后代。

Professor Emmanuelle Charpentier

Professor Jennifer A. Doudna

CRISPR – 优雅而致命的武器

某些种类的病毒会攻击细菌,使其感染,并利用它们繁殖。但是细菌能够反击,它们使用分子剪刀从入侵的病毒中剪出一段DNA。他们将自己敌人的“纪念品”藏在自己DNA的CRISPR区中,这里藏着许多此类纪念品。这些等同于疫苗记录卡上的接种记录,有效地记载了该细菌已经免疫的病毒种类。如果其中一种病毒再次出现,细菌会迅速使用正确的“纪念品”作为模板来生成RNA(DNA的化学表亲)制成的副本。

这些是细菌的拥有致命杀伤力和高度特异性的防病毒武器的基础。然后,通过添加另一个必不可少的小片段RNA以及称为Cas9的Cas酶子集来激活该武器。就像制导导弹一样,这种复合物可以在病毒基因组中进行精确匹配。只有锁定了病毒中的匹配序列后,Cas9才能充当分子剪刀,将病毒DNA的双螺旋切开,从而永久禁用它。

欧莱雅联合国教科文组织杰出女科学家奖每年颁发给5位杰出的女科学家,以表彰她们的科学成就。

联合国教科文组织和欧莱雅基金会表彰在其研究领域内为克服当今全球挑战做出贡献的女性研究人员。 如今,只有30%的科研人员是女性。 刻板印象掩盖了科学史的重要部分,并侵入这些研究和职业领域中,使性别不平等永久化。我们不应限制半数人类的才华:妇女促进科学发展,科学促进世界发展。

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