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重写生命的“剪刀”——CRISPR/Cas9基因编辑技术

2020-10-16 责任编辑:未填 浏览数:58 得宝网

据报道,10月7日在瑞典皇家科学院宣布,2020年诺贝尔化学奖授予了两名女科学家——法国埃曼纽尔庞杰和美国詹妮弗莫拉尔纳。 这两位科学家在基因组编辑方法的研究领域做出了划时代的贡献,她们的获奖研究成果是“基因剪刀3——改写生命秘密的工具”,“改写生命”是两位获奖者在基因技术中最尖锐的工具之一3354 但是,这个奖项取得了一些坎坷,不仅面临着大众对基因编辑技术的质疑,还引起了中国张峰和专利的归属以及谁应该获得这个诺贝尔奖的争论。

这种技术怎么能改写生命呢? 根据这项技术,研究者可能希望改变动物、植物和微生物的DNA,也就是脱氧核糖核酸,改变生物的生命周期。 生命周期是生命体的生老病死,如果真的能改变生命周期,逆转死的话,“生白骨,活死”不是离我们不远吗? 秦始皇寻找的长生大法对未来可能不是梦想。 这可以说是划时代的成果。 “改写生命”这个词也不夸张。 DNA是遗传物质的载体,生物分子是双链结构,DNA上的功能片段是基因。 基因编辑技术通过变更DNA的链,可以切断链重新变更,形成新的基因链,所以像切断一条线,连接另一条线一样,基因编辑技术在形象上也被称为“基因剪刀”。

说到基因编辑,很多人都在考虑基因重组技术,两者的目的都是通过改变基因来消除不良影响,但两者对技术的态度完全不同。 我相信大家都知道转基因大豆、转基因土豆这些转基因食品。 这些食品在很多情况下是不可避免的转基因技术,实际上,通过将原本不属于本体的基因的一部分编入现有基因,会带来期待的取向遗传变化。 例如新生儿基因缺损引起听力和视力等障碍时,可以通过转基因技术帮助修复,虽说先天性的完全根治是不可能的,但也可以减少新生儿世界认知的障碍。

转基因技术被拒绝的原因是转移的基因片段有可能产生无法预测的变量,根据英国的研究,吃转基因食品的动物大多发生肝癌的早期症状、免疫系统萎缩、睾丸发育不全等疾病。 德国农民试图种植bt-176玉米饲养奶牛时,该地区的奶牛全部死亡,研究结果表明,玉米种子中含有的bt病毒没有分解,最终毒死了奶牛。 转基因也会影响生育和幼鼠的存活率,请把这些放在人身上,想想人吃了转基因食品。 其不确定性和不成熟在基因变化时会产生不可估量的影响。

基因编辑技术出现于1990年代。 由于技术不成熟,执行起来需要时间,成功的概率也非常低。 但是,CRISPR/Cas9基因编辑技术不同,可以在几周内实现DNA链的修正,重置生命代码。 和修改文本一样,找到错误的地方,使用工具插入、删除或改写自己需要的文本,但基因修改比修改文本麻烦得多。 基因“剪刀”——CPISPR/Cas9基因编辑技术的出现使基因修正变得简单。

基因编辑技术和转基因技术最大的区别可能是基因编辑技术是修改其自身链的内容以实现特定目标的技术。 这种方法的优点是无论怎么改变都是原始基因,有时会带来意想不到的变化,但这种变化对转基因技术是可以预料的。 许多人相信基因技术有可能达到癌症治疗的目的,遗传性疾病的治愈也将成为现实,消除不良DNA变异可以说是治疗一些疾病的根本方法,通过基因编辑技术改造DNA来实现疾病治疗

珍妮弗道德纳是美国分子生物学专家,伊曼纽尔庞德是法国地图感染生物学研究所主任。 2017年,道德纳和夏庞杰获得了2017年生命科学领域的“日本国际奖”。 两位科学家成为第55位和第56位诺贝尔奖获得者,也是诺贝尔化学奖第6位、第7位的女性科学家。 其实2011年夏庞德是研究化脓性链球菌发现traceRNA的分子,研究结果发现,该分子是细菌旧免疫系统CRISPR/Cas的一部分,具有切断病毒DNA、清除病毒的效果。

之后,夏庞德与道德分子合作进行了研究,发现可以改造基因“剪刀”来识别病毒。 这个“剪刀”也可以控制,所以可以在DNA的特定位置剪切“剪刀”,分割基因分子,改写生命代码。 根据2012年她们发表的研究,开发了CRISPR/Cas9基因编辑技术,以RNA为指南,带到应该修改Cas9的地方进行切割。 这项研究震惊了生物学界,科学界普遍认为这是21世纪以来生物技术方面最重要的突破。 与以往的技术相比,基因编辑技术具有成本低、效率高、使用方便的特点,曾三次进入美国《科学》杂志的十大突破之一。 之后,基因编辑技术不断使用,在生物研究领域创造了许多重大成果,产生了新的癌症治疗方法,人类对遗传性疾病成为现实,优化农作物果实,减少虫害,在医学领域和农业栽培领域产生了巨大影响

这次诺贝尔奖由中国科学家张峰争论,2012年两位诺贝尔奖获得者发表文章7个月后,张峰在《科学》杂志上首次发表了将CRISPR/Cas9基因编辑技术应用于小鼠和人类细胞的文章,张峰在实践中进行了基因篇道德纳和加利福尼亚大学伯克利分校后来提出异议,道德纳和夏庞德比张峰先申请了专利,但张峰申请了“适用专利加速审查机构”,因此先取得了专利。 之后,道德纳和夏庞德的团队多次上诉,张峰在批准专利中裁定CRISPR系统拥有用于真核细胞的“优先权”,道德纳和夏庞德肯定是CRISPR基因编辑技术的重要发明者,但道德纳和西

中国农业大学生物学院的陈其军教授说,基因编辑在农业和医学方面都表现出很大的潜力,应用领域扩展到其他方面,获得诺贝尔奖是迟早的事。 中国科学院的研究干细胞和生殖生物学国家重点实验室副主任李伟也认为道德纳和夏庞德最先明确了CRISPR系统的主干和DNA切断机制,对基因编辑工程有重要的突破作用。 陈那军打了剪刀的例子。 道德纳和夏庞德画了剪刀的原理图。 张峰是剪刀的发明者,从原件上说,道德纳和夏庞德更原始。 诺贝尔奖重视原创性,也可以理解张峰没有获奖。

质疑基因编辑技术的可靠性和安全性,也有可能出现转基因技术那样的危害,但这种担心也是正常的,对于未知的东西我们需要探索,通过实验得出结论。 但是,我们的科学技术在不断发展。 你应该试着接受任何有利于发展的东西。 看到这些技术发展带来的好处,也要注意技术发展带来的危害。 只是,不能尊重优点,全面否定。 我认为可以把防患于未然、废物利用这两个词结合起来,表达我们的中性看法。 推进科学技术的发展我们必须有足够的知识和敏锐的认知。 此外,你必须有积极的态度

可以说“基因剪刀”开创了生命科学的新时代。 诺贝尔评选委员班古斯塔夫森在公报中说,基因编辑工具具有巨大的能量,影响我们每个人,不仅在基础科学领域,还带来很多创新成果,带来独创的新疗法。 基因编辑技术是否危害人类需要我们继续研究,毕竟科学在不断的探索中完善和进步。 无论谁拥有诺贝尔奖,都是对科学技术发展贡献者的奖励,科学技术的发展步伐永远不会停止。

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