2020诺贝尔化学奖再出悬疑：基因编辑技术，华裔地质学家张锋错失

10同年7日，2020年诺贝尔文学奖的最后一个学术研究奖——化学奖被本年度，埃马纽埃尔·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和詹妮弗·莫德纳（Jennifer Anne Doudna）获得了这一奖，原因是开发了一种DNA组撰稿人的方法有。

在DNA撰稿人核心技术技术的发展之之前，张锋几乎是转过不过去的极为重要文艺作品，他未能因所做的引领性重大贡献等奖项诺奖引人生疑，也许将已是近期讨论的一个话题。

当然，诺贝尔文学奖在过往有很多异议，尤其是关乎到华人方面，有很多出乎意料。例如庄小威讲师出乎意料，袁均英讲师出乎意料，而今张锋随即出乎意料，引人后悔！

Emmanuelle Charpentier 和Jennifer A. Doudna 挖掘出了DNA核心技术之之前最尖端的工具箱: CRISPR/Cas9DNA斧头。透过这项核心技术，科学研究指导人员可以极其正确地转变动物、植物和微生物的 DNA。这项核心技术不仅对基础科学造成了一新方法有的制约，为引领原先癌症疗法这两项了重大贡献，还可能使康复内分泌性疾病的梦想已是现实。

“这种DNA工具箱不具备极大的生命力，它将会制约我们所有人。”诺贝尔化学奖管理委员会 (Nobel Committee for Chemistry) 主席西蒙斯古斯塔夫丰 (Claes Gustafsson) 回应: “它不仅彻底转变了基础科学，可以创造一新型作物，还能引领性原先医疗方法有。”

自从 Charpentier 和 Doudna 在2012年挖掘出 CRISPR/Cas9DNA斧头以来，相关的技术的发展圆形爆炸式增长。这项工具箱在基础科学研究之之前的许多极为重要挖掘出之之前这两项了重大贡献，例如，植物学科学研究之之前，植物科学研究指导人员已经并能开发抑止酵母菌、害虫和炎热的作物，而在医学上，原先癌症疗法的临床试验也正在展开之之前，康复内分泌性疾病的梦想也许在不远的未来做到。这些DNA斧头把基础科学带入了一个21世纪，并且在许多方面给生命造就了小得多的利益。

有些后悔的是，对CRISPR-Cas9的发展和技术的发展这两项重大贡献的华裔科学界张锋都是名单之之前。

CRISPR/Cas9核心技术

CRISPR/Cas9是继“锌指核酸内切酶（ZFN）”、“类转录激活因子现像物限制性（TALEN）”之后显现出的第三代“DNA组定点撰稿人核心技术”。都是“DNA撰稿人核心技术”，就是并能让生命对并能DNA展开“撰稿人”，做到对特定DNA片段的敲除、加入的一项核心技术。

与之前两代核心技术相比，CRISPR/Cas9不具备成本低、制作非常简单、快捷高效的优点，于是它短时间走红于亚洲地区的实验室，已是科研机构、医疗等领域的有效工具箱。

△CRISPR/Cas9被称作“DNA魔剪”（图片来源：诺贝尔官方网站）

CRISPR/Cas9种系统的指导原理

那么，这么得心应手的核心技术，是如作的呢？

在微生物的DNA组上，共存着串联每隔交错的“重复使用胺基酸”，这些重复使用胺基酸相对来说开明，我们称之为CRISPR胺基酸（Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats—成簇的规律每隔的短回文重复使用胺基酸）。

1.“记事”外来者档案资料

其之之前的“每隔胺基酸”来源于HIV或经年累同年真核细胞的一小段DNA，是微生物对这些外来外来者的“记事”。

△CRISPR胺基酸示意图（其之之前，菱形窗格回应高度径向的每隔胺基酸，八边形回应相对来说开明的重复使用胺基酸）

HIV或经年累同年真核细胞上，共存“原每隔胺基酸”，“每隔胺基酸”正是与它们彼此之间对来说应。“原每隔胺基酸”的举例来说并不是随机的，这些原每隔胺基酸的末端一个大伸展的几个胺基酸往往都很开明，我们称为PAM（Protospacer adjacent motifs-原每隔胺基酸两处基序）。

当HIV或经年累同年真核细胞DNA首次并吞到微生物体内时，微生物会对内源DNA潜在的PAM胺基酸展开读取比对，将两处PAM的胺基酸作为候选的“原每隔胺基酸”，将其整合到微生物DNA组上CRISPR胺基酸之之前的两个“重复使用胺基酸”之间。这就是“每隔胺基酸”造成的流程。

2、打击二次外来者

当经年累同年真核细胞或HIV随即并吞宿主菌时，会诱导CRISPR胺基酸的表达。同时，在CRISPR胺基酸附近还有一组开明的蛋白胺基酸DNA，称为CasDNA。CRISPR胺基酸的转录中间体CRISPR RNA和CasDNA的表达中间体等一起合作，通过对PAM胺基酸的比对，以及“每隔胺基酸”与经年累同年DNA的胺基酸互补配对，来找到经年累同年DNA上的靶胺基酸，并对其切割，降解经年累同年DNA。这也就做到了对HIV或经年累同年真核细胞随即并吞的免疫反之亦然。

正是基于微生物的这种后天免疫防御必要，CRISPR/Cas9核心技术催生，从而使科学界们透过RNA引导Cas9限制性做到对多种肝细胞DNA组的特定位点展开粘贴。

CRISPR/Cas9核心技术在DNA敲除之之前的做到流程

如下图所示，在待敲除DNA的上下游各外观设计一条一行RNA(一行RNA1，一行RNA2)，将其与含有Cas9蛋白胺基酸DNA的真核细胞一同转入肝细胞之之前，一行RNA通过胺基酸互补配对可以特异性PAM附近的并能胺基酸，Cas9蛋白会使该DNA上下游的DNA双链碎裂。

对于DNA双链的碎裂这一生物惨案，微生物自身共存着DNA损伤修复的反之亦然必要，会将碎裂上下游末端的胺基酸连接起来，从而做到了肝细胞之之前并能DNA的敲除。

△CRISPR/Cas9核心技术敲除掉部分DNA原理图（绘图肖媛）

而DNA片断的嵌入或定点基因型的做到，只需在此相结合为肝细胞缺少一个修复的示例真核细胞，这样肝细胞就会按照缺少的示例在修复流程之之前加进片段嵌入或定点基因型，对受精卵肝细胞展开DNA撰稿人，并将其导入**母体之之前，可以做到DNA撰稿人灵长类动物的构建。

△CRISPR/Cas9核心技术嵌入一新DNA原理图（绘图肖媛）

CRISPR/Cas9核心技术的技术的发展

透过DNA撰稿人核心技术CRISPR/Cas9，科学界们这两项了许多研究成果。比如，北京希诺谷生物工程香港）有限公司用此核心技术培育出出比格狐“龙龙”，它已是我国首例完全独立自主培育出的体肝细胞了了狐，也是世界首例DNA撰稿人了了狐。

△世界首例DNA撰稿人了了狐“龙龙”（图片来源科技日报）

在在，来自美国、之之前国、瑞典科学研究私人机构的科学界凭借此核心技术成功了了生父界上第一批不携带活性人体内逆转录HIV（PERVs）的猪，了了猪短期内可以满足生命器官移植的只能。

随着对CRISPR种系统重一新认识的加深，实验外观设计的优化技术改造，我们显然CRISPR/Cas9以及其衍生核心技术终究会造就数场物理科学上的极大社会变革。期待在不久的短期内，CRISPR/Cas9所造就的极大转变必将并能惠泽万家。