作者
胡珉琦高雅丽沈春蕾张晴丹冯丽妃
当之无愧!
众望所归!
昨天,当瑞典皇家科学院宣布,将年诺贝尔化学奖授予德国马普感染生物学研究所所长埃马纽尔·夏彭蒂耶EmmanuelleCharpentier和加州大学伯克利分校教授詹妮弗·杜德纳JenniferDoudna时,很多人发出了这样的感慨。
杜德纳和夏彭蒂耶是近几年来诺奖风向标上的常客。
作为CRISPR/Cas9基因剪刀的发现者,她们在年迈出的一小步,可以说是人类的一大步。
因为从此,人类改写生命,真的可以像“编程”一样简单。
相关阅读:刚刚,年诺贝尔化学奖揭晓!
回顾科学史,很少有科学革命像CRISPR这样如此迅速地改变生物学界。
因为CRISPR能轻易地改变任何生物的遗传信息,甚至包括人类自身。它的准确性和高效性深刻改变了基础研究。
CRISPR基因编辑技术发现史上英雄无数,而杜德纳和夏彭蒂耶发明的CRISPR/Cas9被称为是“基因技术中最锐利的工具之一”,一度震撼了科学界。
Cas9酶就像一对能够切割DNA链的分子剪刀,一旦酶在特定位点切割DNA,就可以进行插入和编辑,从而改变DNA序列。
CRISPR-Cas9技术出现后的短短几年,就对生物、农业、医药业产生了巨大影响,尤其是它正在为新的疾病疗法做出贡献,并可能使治愈遗传疾病的梦想成真。
EmmanuelleCharpentier,法籍微生物学家,德国马克斯·普朗克研究所感染生物学研究所所长。主要的贡献是发现Cas9蛋白的活性仰赖tracrRNA。
JenniferA.Doudna,伯克利大学化学和分子生物学与细胞生物学教授、霍华德休斯医学研究所的研究员,美国国家科学院院士。与EmmanuelleCharpentier共同发现Cas9的切割作用和crRNA的定位作用,并将crRNA与tracrRNA可以融合成单链引导RNA(sgRNA)。
专家解读:
上海医院常务副院长韩泽广
西湖大学讲席教授、中科院广州生物医药与健康研究院客座研究员裴端卿
中科院动物所基因工程技术研究组组长王皓毅
中科院遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞
中科院神经科学研究所研究员仇子龙
华东师范大学教授吴宇轩
《中国科学报》:CRISPR/Cas9基因剪刀技术的意义是什么?为什么8年就拿下诺奖?
高彩霞:它最大的意义在于对DNA序列进行非常精准的编辑,用打靶来作比喻,通过它可以“指哪儿打哪儿”。
以前的基因组编辑或者基因组工程的广适性不强、技术有一定的难度,很少有实验室能掌握这项技术。有了CRISPR,“旧日王谢堂前燕终于飞入了寻常百姓家了”。
和以前的技术相比,它简单、易学、廉价,大大地降低了入门门槛,更重要的是它的打靶效率也更高,可以同时对多个靶点进行靶向的编辑和修饰。
王皓毅:任何一个重要的科学问题或技术的突破,往往都不是一两个人的贡献,包括CRISPR这个领域其实是很多人很多年的持续研究。
她们两位的工作很重要,针对CRISPR系统里面的一个代表系统,能够把所有必要的功能元件纯化出来,在体外第一次证明针对特定DNA分子的靶向切割化学反应。这个解析也为后续的应用提供了最基本的框架。
所以我认为,表彰她们是因为最核心的概念性工作,我完全可以理解这个诺奖的选择的。
仇子龙:8年就拿奖并不算快,因为这项技术确实太重要了。就像当年获得诺贝尔奖化学奖的聚合酶链式反应(PCR),这种技术一问世,就立刻引起了分子生物学研究的一场革命,不用它就无法扩增DNA。
CRISPR也一样,现在只要研究基因功能的,基本都要用到CRISPR,它太好用了。早两年拿奖都没问题!
《中国科学报》:您与两位获奖者有过交集吗,她们是什么样的人?
裴端卿:我和JenniferA.Doudna曾经在几个科学委员会共事过。后来她也邀请我参加过她组织的会议。很显然,她在美国也是“超级明星”教授,得过许多奖。
她很年轻,富有朝气、喜欢跑步!她本身是做RNA生物学的,对事物的把握很敏锐,她在很短时间能捕捉到CRISPR/Cas9基因剪刀技术机理和运用,就能看到她的潜质和能力。
同时,她也是个热心人,积极组织和参与了很多公益性与科学研究监管的社会活动。
我认为,作为一个科学家,她对伦理问题很敏感,把对某项技术的认识和社会影响大胆说出来,不光在科技界,还在社会各界引起了系列讨论,彰显了科学家的社会责任感。
高彩霞:开会经常碰到,看到获奖消息后,第一时间我就准备给她们写Email祝贺。
Doudna特别干练,也非常漂亮,她个子很高很苗条,也特别专业,每次做完报告交流的时候,她都会给你很高的评价。
相比Doudna,跟Charpentier联系较少,她话不是很多,但是你能感觉到她是一位非常好的科学家,她开会之余一直和大家讨论。
《中国科学报》:您怎么看华人科学家张锋与诺奖失之交臂?
裴端卿:诺奖颁奖委员会表示不会回答这个问题。但我认为张锋在这个过程中作出了伟大的贡献,他现在做了很多利用Crispr来开发检测手段的工作,即便不是基因编辑,后续很多工作做得好也是有机会获诺奖的。
王皓毅:张锋在CRISPR领域后续的一系列工作,做的非常好。我认为他在CRISPR应用技术开发领域是第一人,在CRISPR技术发展应用和进一步挖掘,他可以说是主要的领导者。
当然,给奖的理由是CRISPR技术作为一个基因编辑工具,同时是微生物很重要的一类免疫系统的解析,从基本原理上来说,确实JenniferDoudna和EmmanuelleCharpentier的工作已经把这个原理解析了。
当然这个东西能不能在哺乳动物里工作,还需要后续的很多工作,就看委员会把“线”划到哪了。我是觉得如果给张锋也是完全合理的,不给也可以有他们的解释。
高彩霞:张锋的专利在美国占领先机,但在欧洲,Doudna率先获得了相关专利。这种差异可能也和专利制度有关。
张锋没有名列其中确实有些遗憾,不过也不意外。我一直认为可能会是三位科学家获得这一奖项。
另外一种组合也可以是她们两人加上玛丽亚·贾辛(MariaJasin),她是第一位首先证明DNA双链断裂可以增加基因编辑效率的科学家,去年她获得了香港的邵逸夫生命科学与医学奖。但无论如何,Charpentier、Doudna都肯定是其中的两位。
仇子龙:从奖励科学发现的角度,杜德纳与夏彭蒂耶拿奖没有争议、毫无悬念!
年,是这两人最先发现使用Cas9的CRISPR系统可以切割任意DNA链,把细菌天然免疫系统演变成CRISPR/Cas9基因编辑工具的。
年1月,麻省理工学院教授张锋和哈佛大学医学院教授乔治·彻奇(GeorgeChurch)同时证明CRISPR-Cas9可以编辑哺乳动物细胞基因。
诺奖论的是原创发现,而张锋的功劳在于,把这个工具改造得很好。没有杜德纳与夏彭蒂耶的发现作为基础支撑,张锋不可能实现人体细胞的应用。论功劳,张锋只能算并列第三。
而且,如果诺奖要颁给张锋,就得同时颁给乔治·彻奇,这是不符合诺奖颁发规则的。
《中国科学报》:这是女性科学家第六次获得诺贝尔化学奖,您如何看待女性科学家的科研优势?
韩泽广:科学研究不存在性别歧视。在生物医学领域,女性研究人员占比较多。
作为一门以实验为主的科学,除了需要想象力,从事实验工作还需要细心、耐心、平和的心态,女性比男性更具有优势。今年的诺贝尔物理学奖也有一位优秀的女性研究人员。
高彩霞:也许在中国没有那么明显,但很多其他国家的男性和女性科学家,尤其到了PI(首席研究员)或者教授这个位置,比例非常不协调。
这个奖项的颁发不是因为性别,但她们俩的工作的确也向全世界证明:女科学家可以和男科学家一样优秀。包括昨天的诺贝尔物理学奖获得者也有一位女科学家。
《中国科学报》:我国在基因编辑研究领域的进展如何?您对这项技术有什么期待?
裴端卿:可以说我国在基因编辑工作的亮点是世界一流的,与其他国家没太大区别。
其实,我国在生命科学领域上过去10年的发展,要感谢这个技术,它提供了便利的工具,这也是可喜的事情。
目前基因编辑技术最早的基本技术环节都解决了,但脱靶效应、效率问题等问题,值得进一步