珍妮弗a德纳(Jennifer A. Doudna )今年56岁，是美国生物化学家、加利福尼亚大学伯克利分校化学系和分子与细胞生物学系的讲座教授。 10月7日，她在熟睡中被手机吵醒，电话头是《自然》杂志的记者，从对方嘴里得知，她获得了法国科学家伊曼纽尔卡彭蒂埃和2020年诺贝尔化学奖。 理由是“因为开发了。
诺贝尔化学委员会成员、生物物理化学家Pernilla Wittung Stafshede在宣布获奖时说：“这项技术可以在你想要的地方切断DNA，彻底改变了生命科学。” 德纳说： “没想到会发生这种事。 我真的很震惊。 我完全吓了一跳。 ’同时，她为此感到惭愧。 因为很多出色的科学家没有得到这个荣誉。
获奖的CRISPR工具俗称“基因剪刀”。 研究者使用这个工具可以极其正确地改变动物、植物和微生物的DNA。 这项技术对生命科学产生了革命性的影响。 这是植物育种的标准工具，包括害虫防治和抗旱作物的培育等。 在医学上，有可能为新的癌症疗法做出贡献，使遗传性疾病的治愈成为现实。 诺贝尔化学委员会主席Claes Gustafsson说：“不仅彻底改变了基础科学，还将推动新作物的诞生，未来将展现划时代的新医学疗法方向。”
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这个发现改变了生命科学
杜德纳和“基因剪刀”的缘分可以追溯到2006年。 那时的杜德纳在加利福尼亚大学伯克利分校领导着研究小组，刚开始进入新领域的——RNA(DNA的“分子同胞”)干扰。 研究RNA干扰领域时，德纳从一位微生物学家嘴里得知，许多原核生物——在含有许多细菌和大部分古细菌——的基因组中有奇怪的结构。 这些DNA的一部分由短重复的碱基序列构成，也与其他短可变的“间隔”序列交织在一起。
这些重复的DNA序列称为“规则簇间隔较短的文章重复”(clusteredregularlyinterspacedshortPalindromicrepeats )，缩写为CRISPR。 CRISPR是微生物的“免疫系统”，细菌和古细菌可以利用它来防止噬菌体病毒的感染，对入侵自己的病毒产生“记忆”。 具体来说，如果细菌存活于病毒感染中，就可以把病毒DNA的微小片段积累在自己基因组的CRISPR部分，遗传给后代。 如果同一病毒再次攻击它或其后代，细菌就可以利用文件中的病毒DNA迅速清除病毒。
德纳研究结果表明，除CRISPR序列外，还存在CRISPR相关系统(Cas )的基因，是能够切断DNA的酶。 在德纳研究Cas的同时，卡彭蒂埃在化脓性链球菌(对人类危害最大的细菌之一)的研究中发现了以前不为人知的分子--tracrRNA。 她的研究表明，这种分子是细菌旧免疫系统CRISPR/Cas部分微生物免疫系统的一部分，可以通过切断病毒DNA来对抗病毒。 经过多次实验，卡彭蒂埃于2011年3月报告了这个新发现。
同年，两名科学家开始合作。 2012年，他们在《科学》杂志上发表的开创性论文中，两人将CRISPR-Cas9系统应用于试管实验，可以重组该系统编辑DNA，本质上表明“改写生命代码”，诺贝
在随后的8年里，这个发现确实改变了生命科学，使研究者能够随意探索基因的功能，推动分子生物学领域的飞跃。 美国化学学会的分支—— 《化学文摘社》的信息科学家安吉拉周先生已经说：“CRISPR已经用于改变免疫细胞，更有效地破坏癌细胞，在HIV病毒整合到人类基因组中时将其去除。 目前正在开发基于CRISPR的药物来治疗心脏病、遗传性眼病、镰状细胞病等血液疾病。 」
德纳说，在COVID-19大流行中，该技术被用于开发检测新冠状病毒的诊断测试。 她们的可编程基因编辑系统继续刺激医学、农业和基础科学领域的应用潮——，不断调整和改进CRISPR，发现其他基因编辑工具的工作也在继续。
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创新与争论
基因编辑其实不是新技术。 20世纪70年代以来，研究者可以使用“剪贴”重组基因编辑技术修改细胞。 但是，这些方法基于天然存在的细菌酶，无法达到CRISPR的精度，有可能弄错位置，结果很难预测。 但这不能说CRISPR不意外，依然有可能导致意外的变化。
德纳也坦率地说，随着称赞有很大的争论。 2018年，深圳南方科学技术大学科学家贺建奎报道，可以用CRISPR编辑双胞胎女孩的基因组，使HIV产生抗体。 这引起了公众对技术打开“潘多拉魔盒”的恐慌，再次打开了关于基因编辑伦理的长期争论。
德纳说：“将来负责任地使用这项技术很重要。”。 她参加了制定道德标准的科学团体。 她支持使用CRISPR技术预防遗传性疾病，但反对制造“超级人”。
杜德纳听到“转基因宝宝”事件后，与科学界同事一起谴责这项工作，他们批判了这项研究——的可怕、危险性和突飞猛进。 德纳认为在人类基因编辑方面，国际科学界有必要制定更好的指南。
2015年12月，中美英三国科学家齐聚华盛顿，召开了第一届国际人类基因组编辑峰会，经过一年后才达成了“共识”。 他们在“基因剪刀”上画红线，禁止生殖目的，为胚胎研究开绿灯。 这条模糊的红线想象空间太多了。
但是生殖伦理并不是科学家唯一关心CRISPR的潜在用途。 另一个问题是如何应用它制作所谓的基因驱动，提高优质基因传给后代的概率。 迄今为止在实验室环境中进行过尝试，有些科学家希望有一天能控制野生入侵物种和携带疾病的昆虫。 但是，根据最近的建模工作，这样做可能会带来基因驱动扩散到目标群体并失控的风险。
在道德伦理和“基因工程生物”带来的潜在危险中，人为改变基因组的技术一直备受争议。 CRISPR当然不例外，特别是用于编辑微生物、植物和动物细胞——。 因此，在涉及CRISPR技术有争议的应用方向时，研究者必须更加谨慎。 但是，CRISPR不可否认地将基础科学和疾病研究推向了一个新的时代。
卡彭蒂埃获得诺贝尔奖时，她和杜德纳的名字近年来大吼大叫，但出乎意料地说今年没想到会成为她。 “今天早上接到电话的时候，我非常兴奋。 我惊讶地说：“卡彭蒂埃，”真的。 ”。 德纳在2019年接受采访时说：“我喜欢指出科学是有偶然的。 如果说10年前能在自己想要的地方编辑DNA的话，一定会笑，绝对是科幻小说。 」
