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咖啡馆的命运邂逅两位女性一起剪切生命密码 [复制链接]

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原创见文末果壳

太长不看版

细菌里存在一些重复编排的DNA序列,名叫CRISPR;

还有一种与CRISPR相关的蛋白名叫Cas,可以切割病*DNA;

卡彭蒂耶和杜德纳利用CRISPR/Cas的特性,开发了一种可以精准切割DNA的工具;

这种工具应用范围极广,掀起了分子生物学革命,也同样引发人们对伦理问题的思考。

埃马纽埃尔·卡彭蒂耶(EmmanuelleCharpentier)和詹妮弗·杜德纳(JenniferA.Doudna)获得了年的诺贝尔化学奖,获奖理由是她们发现了最先进的基因技术工具之一:CRISPR/Cas9基因剪刀。研究者运用这种工具,可以极其精准地改变动物、植物和微生物的DNA。这项技术掀起了分子生物学的革命,为植物育种带来了新的机遇,为新的癌症治疗手段注入能量,也让治愈遗传性疾病不再只是个梦想。

科学最有魅力的一点,在于它是不可预测的——你永远不会知道,一个看似平常的点子或提问,将会为我们带来什么。有时候好奇心会走进一个死胡同,有时候会走进一个恼人的迷宫,得花费好几年才能走出来。但是,一次又一次地,她意识到自己是第一个凝视着无限可能性的人。

名为CRISPR/Cas9的基因编辑工具就是这样一种蕴含惊人潜能的意外发现。当埃马纽埃尔·卡彭蒂耶和詹妮弗·杜德纳开始研究一种链球菌的免疫系统时,她们偶然觉得,自己或许可以开发一种新的抗生素。事情的走向不如她们所愿,她们在研究中发现了一种分子工具,可以精准切割遗传物质,从而使人们有可能轻易改写生命的密码。

运用基因剪刀,研究者可以编辑几乎所有生物的基因组丨诺贝尔奖官方网站

影响每个人的利器

仅仅在她们做出这个发现8年后,这些基因剪刀已经重塑了生命科学的模样。生物化学家和细胞生物学家们现在可以轻松地研究不同基因的功能,以及这些基因在疾病进程中所可能扮演的角色。在植物育种方面,研究者们可以赋予植物新的特征,比如在温暖气候中的耐旱能力。在医学领域,这种基因编辑工具正在为新的癌症治疗方法贡献力量,也在尝试治愈遗传病的首批研究中发挥作用。

关于CRISPR/Cas9基因剪刀的用处,我们还可以举出千千万万个例,当然,也包括不符合伦理的运用。利剑在手,我们更应该规范技术的使用。这一点会在下面再详说。

年,不管是埃马纽埃尔·卡彭蒂耶,还是詹妮弗·杜德纳,都没想到她们在波多黎各一家咖啡馆的首次见面,会成为命运的转折点。我们首先来介绍一下埃马纽埃尔·卡彭蒂耶,是她首先提出了合作。

被病原细菌吸引的卡彭蒂耶

有些人将埃马纽埃尔·卡彭蒂耶描述为充满动力、细心并缜密的人,还有人说她坚持不懈地探索未知。她自己则引用了路易斯·巴斯德的名言:“机会只留给有准备的人。”对探索新知、自由独立的急切渴望,引导着她走在今天的道路上。她在巴黎的巴斯德研究所度过了博士生涯。算上这段经历,她在5个国家、7座城市的10家不同机构工作过。

尽管经历了许多不同的工作环境和研究方式,她的所有研究都有相同的核心:病原细菌。为什么它们具有强烈的攻击性?它们如何发展对抗生素的耐药性?以及,人类能否找到新的治疗方法,阻止它们肆虐?

年,卡彭蒂耶在维也纳大学创建了自己的研究团队。她将研究聚焦于化脓性链球菌(Streptococcuspyogenes)。这种细菌是对人类造成最严重伤害的病原菌之一,每年感染超过数百万人。这种感染一般只会造成可治疗的扁桃体炎和脓疱疮,但有时会引起致命的败血症并使软组织分解,这让它们获得了“血肉吞噬者”的恶名。

为了更好地理解化脓性链球菌,卡彭蒂耶决定全面研究这种细菌的基因调控方式。这一决定让她在发现基因剪刀的道路上迈出了第一步。但是在继续讲述这条道路之前,我们需要讲讲詹妮弗·杜德纳的故事。因为,在卡彭蒂耶仔细地研究化脓性链球菌的同时,杜德纳听到了一个缩写。那是她第一次听说这个单词,发音听起来像是crisper。

科学——如侦探故事一样曲折

在度假胜地夏威夷长大的詹妮弗·杜德纳,有着强烈的求知欲。一天,她的父亲将詹姆斯·沃森写的《双螺旋》放在了她床上。詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克解明DNA分子结构的故事仿佛一部侦探小说,与杜德纳在学校课本中读到的科学知识迥异。她被科学研究的过程深深吸引了,并意识到科学不只是简单地列举事实。

不过,开始亲自解决科学之谜时,她并未将注意力放在DNA上,而去

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