精确是科学家的标志。Emmanuelle Charpentier和Jennifer Doudna不遗余力地发现了基因技术的革命性工具,即CRISPR/Cas9,"基因剪刀"。这一改变生活的工具的先驱者埃马纽埃尔-沙彭蒂埃和珍妮弗-杜德纳被授予2020年诺贝尔化学奖。他们在2012年的发明为癌症研究、植物研究和寻找遗传性疾病的治疗方法等重要领域带来了无数的发现。CRISPR/Cas9工具使得在更短的时间内对基因序列进行精确编辑变得更加容易。他们的发现改变了人们对生命科学的看法。它是遗传学新时代的垫脚石,将造福人类。
什么是CRISPR/Cas9,它是如何被发现的?
CISPR/CAS9是一种基因编辑工具,用于在感兴趣的确切位置切割DNA序列。CRISPR代表聚类规律性间隔短文重复,Cas9是一种帮助切割序列的酶。CRISPR有两个主要特征,即核苷酸重复体和间隔体。通常在CRISPR中,核苷酸序列像模板链一样转录互补的RNA,这最终被称为CRISPR RNA(cr RNA)。Emmanuelle Charpentier和Jennifer Doudna是第一个发现这些间隔器和重复器的人。他们还发现,帮助切割DNA序列的Cas9酶与另一种RNA分子结合。这两个分子,cr RNA和反式激活cr RNA,帮助Cas9在双链DNA的目标部位进行切割。
这一发现是由Emmanuelle Charpentier在观察链球菌对病毒的免疫机制时发现的。最让她感兴趣的事实是,在细菌中发现的一个RNA分子与细菌的CRISPR有非常相似的遗传密码。 在分析了这两个序列后,她发现RNA分子与CRISPR的重复部分相匹配。在进一步的研究中,她发现这个小RNA分子在Cas9的存在下激活了RNA序列。该RNA序列是CRISPR序列的结果。 这种分子被称为反式激活的CRISPR RNA。当细菌被病毒感染时,细菌会将病毒的DNA加入其基因组的CRISPR区域作为记忆。这有助于细菌免受进一步的新感染。然后,这个CRISPR DNA被复制成CRISPR RNA,它应该被裂解以形成病毒DNA,这将有助于识别外来病毒DNA。
后来,Jennifer Doudna分析了是否可以使用CRISPR RNA和Cas9酶分子来识别这种病毒DNA。经过几次实验,他们仍然无法识别它,并意识到缺少一些东西。因此,在他们进行下一次实验时,还加入了由Emmanuelle发现的反式激活cr RNA分子。令他们惊讶的是,病毒的DNA被识别出来,导致新的时代到来。
今天,CRISPR/Cas9已经为生活带来了新的方法。它正被用于科学的各个领域。这个工具已经在医学科学中得到了进化。今天,研究人员正在努力结束对人类影响最大的遗传性疾病。 这一工具正在被利用的另一个领域是农业,以改变植物的抗感染性,用于药物开发,用于基因治疗等等。通过对这一工具的规范和道德的使用,人类可以体验到一个无限的世界。
参考资料
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/popular-information/
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