新華社北京10月7日電（記者張曉茹）2020年諾貝爾化學(xué)獎7日授予兩名女科學(xué)家，以表彰她們在基因組編輯方法研究領(lǐng)域作出的貢獻(xiàn)。這里的基因組編輯方法，指的正是當(dāng)下熱門的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)。

脫氧核糖核酸（DNA）是重要遺傳物質(zhì)，它呈螺旋互繞的雙鏈結(jié)構(gòu)，在DNA鏈條上含有遺傳信息、具有某種功能的DNA片段就是基因。基因編輯技術(shù)可以斷開DNA鏈條，對其進(jìn)行改動，然后重新連接，就像人們寫作時編輯文字那樣。由于對DNA鏈條有剪斷操作，因此該技術(shù)被形象地稱為“基因剪刀”。

基因編輯技術(shù)早在20世紀(jì)90年代就已出現(xiàn)，但曾經(jīng)非常耗時，甚至難以完成。利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)，可在幾周時間內(nèi)改變生命的密碼——DNA。

CRISPR全名為“成簇的、規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列”，是細(xì)菌防御病毒侵入的一種機(jī)制。2012年法國科學(xué)家埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷和美國科學(xué)家珍妮弗·道德納發(fā)表研究指出，她們開發(fā)出CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)。這項技術(shù)隨后成為生物醫(yī)學(xué)史上第一種可高效、精確、程序化修改細(xì)胞基因組包括人類基因組的工具。這種技術(shù)就是以核糖核酸（RNA）做向?qū)В袰as9酶帶到相應(yīng)的位置，然后用這種酶切割病毒DNA。

相比此前的技術(shù)，CRISPR/Cas9技術(shù)具有成本低、易上手、效率高等優(yōu)勢，使得對基因的修剪改造“普通化”，因此風(fēng)靡整個生物學(xué)界。科學(xué)界普遍認(rèn)為，這是21世紀(jì)以來生物技術(shù)方面最重要的突破。這一技術(shù)曾三度入圍美國《科學(xué)》雜志年度十大突破，并且在2015年被該雜志評為年度頭號突破。

就像在科學(xué)領(lǐng)域時常發(fā)生的“偶然”那樣，“基因剪刀”的發(fā)現(xiàn)過程也出乎意料。沙爾龐捷在研究化膿性鏈球菌時，發(fā)現(xiàn)了一種未知分子——tracrRNA。她的研究顯示，tracrRNA是細(xì)菌的古老免疫系統(tǒng)“CRISPR/Cas”的一部分，能夠通過切割病毒的DNA來使病毒“繳械”，從而消除其危害。

沙爾龐捷2011年發(fā)表了上述研究成果。同年，她與道德納開始合作研究。在一次具有劃時代意義的實驗中，她們對“基因剪刀”進(jìn)行改造。在天然形式下，這種“剪刀”能夠識別出病毒中的DNA。但是沙爾龐捷和道德納發(fā)現(xiàn)能對“剪刀”施加控制，這樣一來就能在任何預(yù)先設(shè)定的位置切割任何DNA分子。一旦DNA被切割，那么重寫生命的密碼就變得簡單了。

此后，“基因剪刀”技術(shù)的利用次數(shù)呈爆炸性增長。在基礎(chǔ)科研領(lǐng)域，隨著這一技術(shù)的應(yīng)用，涌現(xiàn)出很多重大成果。例如植物研究者開發(fā)出能夠耐霉菌、害蟲和干旱的作物；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，與該技術(shù)相關(guān)的癌癥新療法臨床試驗正在開展，治愈遺傳性疾病有望成為現(xiàn)實。

總的來說，“基因剪刀”技術(shù)為生命科學(xué)研究開啟了一個新時代，并從很多方面造福人類。諾貝爾化學(xué)獎評選委員會7日在新聞公報中說：“這個基因編輯工具擁有巨大能量，會影響到我們每個人。它不僅在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域引發(fā)了變革，還產(chǎn)生了很多創(chuàng)新性成果，并將帶來具有獨創(chuàng)性的新治療方法。”

[責(zé)任編輯：王全、張洪]

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