2020诺贝尔化学奖再出悬疑：基因编辑技术，英裔科学家张锋错失

10月7日，2020年诺贝尔奖的最后一个物理科学奖——化学奖被揭晓，埃马纽埃尔·姆彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和詹妮弗·杜德纳（Jennifer Anne Doudna）获了这一奖，原因是开发了一种基因序列组编辑的新方法。

在基因序列编辑核心技术应用行业当中，张锋几乎是绕行不过去的极其重要人物，他未有因所做的突破性表彰入围诺奖感到生疑，或许将成为近期讨论的一个敏感话题。

当然，诺贝尔奖在过往有很多争议，尤其是牵涉到华人总体，有很多出乎意料。例如庄小威教授出乎意料，袁均英教授出乎意料，如今张锋再次出乎意料，感到遗憾！

Emmanuelle Charpentier 和Jennifer A. Doudna 注意到了基因序列核心技术当中最尖端的辅助工具: CRISPR/Cas9基因序列做成。借助这项核心技术，研究课题人员可以极其正确地改变动物、植物和微生物的 DNA。这项核心技术不仅对生物医学导致了突破性的影响，为开创一新肝癌麻醉药做出了表彰，还可能使皮肤病遗传性肝癌的心愿成为现实。

“这种基因序列辅助工具具有庞大的精神力量，它将时会影响我们所有人。”物理奖秘书处 (Nobel Committee for Chemistry) 总干事克拉斯威廉隆 (Claes Gustafsson) 回应: “它不仅彻底改变了系统化科学，可以创造新型作物，还能突破性一新医疗新方法。”

自从 Charpentier 和 Doudna 在2012年注意到 CRISPR/Cas9基因序列做成以来，关的的应用行业呈爆炸式放缓。这项辅助工具在系统化研究课题当中的许多极其重要注意到当中做出了表彰，例如，植物学研究课题当中，植物研究课题人员已经必需开发抗霉菌、害虫和干燥的作物，而在医学，一新肝癌麻醉药的抗狂犬病也正在展开当中，皮肤病遗传性肝癌的心愿或许在不远的未来发挥作用。这些基因序列做成把生物医学应运而生了一个新时代，并且在许多总体给人类带来了最大的利益。

有些遗憾的是，对CRISPR-Cas9的演进和应用行业做出表彰的华裔研究者张锋不在名单当中。

CRISPR/Cas9核心技术

CRISPR/Cas9是继“锌指核酸内切复合物（ZFN）”、“类转录激活因子效应物核酸复合物（TALEN）”之后用到的第三代“基因序列组定点编辑核心技术”。所谓“基因序列编辑核心技术”，就是必需让人类对前提基因序列展开“编辑”，发挥作用对特定DNA影片的敲除、转入的一项核心技术。

与在此之前两代核心技术相比，CRISPR/Cas9具有成本低、自制简易、快捷高效的优点，于是它很快风靡于世圈内各地的实验室，成为科研人员、医疗等行业的有效辅助工具。

△CRISPR/Cas9称做“基因序列魔扯”（页面可能：诺贝尔网站）

CRISPR/Cas9子系统的工作分析方法

那么，这么想来的核心技术，是如作的呢？

在菌株的基因序列组上，存在着串联间隔时间排序的“单调脱氧核糖核酸”，这些单调脱氧核糖核酸相较保守，我们称作CRISPR脱氧核糖核酸（Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats—成簇的规律间隔时间的略长回文单调脱氧核糖核酸）。

1.“详细描述”征服者档案

其当中的“间隔时间脱氧核糖核酸”可能于狂犬病或小分子位点的比较大段DNA，是菌株对这些外来征服者的“详细描述”。

△CRISPR脱氧核糖核酸上图（其当中，菱形框回应高度星型的间隔时间脱氧核糖核酸，八边形回应相较保守的单调脱氧核糖核酸）

狂犬病或小分子位点上，存在“原间隔时间脱氧核糖核酸”，“间隔时间脱氧核糖核酸”正是与它们互相较应。“原间隔时间脱氧核糖核酸”的选取并不是随机的，这些原间隔时间脱氧核糖核酸的一端向外延伸的几个碱基往往都很保守，我们称之为PAM（Protospacer adjacent motifs-原间隔时间脱氧核糖核酸紧邻基序）。

当狂犬病或小分子位点DNA首次征服到菌株体内时，菌株时会对小分子DNA潜在的PAM脱氧核糖核酸展开扫描识别，将紧邻PAM的脱氧核糖核酸作为候选的“原间隔时间脱氧核糖核酸”，将其整合到菌株基因序列组上CRISPR脱氧核糖核酸当中的两个“单调脱氧核糖核酸”之间。这就是“间隔时间脱氧核糖核酸”导致的处理过程。

2、打击二次征服者

当小分子位点或狂犬病再次征服肠道菌时，时会诱导CRISPR脱氧核糖核酸的理解。同时，在CRISPR脱氧核糖核酸附近还有三组保守的受体字符基因序列，称之为Cas基因序列。CRISPR脱氧核糖核酸的转录游离CRISPR RNA和Cas基因序列的理解游离等一起合作开发，通过对PAM脱氧核糖核酸的识别，以及“间隔时间脱氧核糖核酸”与小分子DNA的碱基互补配对，来注意到小分子DNA上的靶脱氧核糖核酸，并对其切开，降解小分子DNA。这也就发挥作用了对狂犬病或小分子位点再次征服的免疫应答。

正是基于菌株的这种后天免疫反射性，CRISPR/Cas9核心技术应运而生，从而使研究者们借助RNA随时随地Cas9核酸复合物发挥作用对多种细胞基因序列组的特定位点展开润色。

CRISPR/Cas9核心技术在基因序列敲除当中的发挥作用处理过程

如下图附注，在待敲除基因序列的上游各设计一条随从RNA(随从RNA1，随从RNA2)，将其与含有Cas9受体字符基因序列的位点一同进入细胞当中，随从RNA通过碱基互补配对可以抑制剂PAM附近的前提脱氧核糖核酸，Cas9受体时会使该基因序列上游的DNA核苷酸断裂。

对于DNA核苷酸的断裂这一生物政治事件，生物体自身存在着DNA损伤重建的应答机制，时会将断裂上游一端的脱氧核糖核酸连接起来，从而发挥作用了细胞当中前提基因序列的敲除。

△CRISPR/Cas9核心技术敲除掉部分基因序列分析方法图（手绘肖媛）

而DNA记叙的插入或定点基因序列型的发挥作用，只需在此思路为细胞共享一个重建的codice_位点，这样细胞就时会按照共享的codice_在重建处理过程当中引入影片插入或定点基因序列型，对受精卵细胞展开基因序列编辑，并将其借助于**有机体当中，可以发挥作用基因序列编辑类似物的构建。

△CRISPR/Cas9核心技术插入新基因序列分析方法图（手绘肖媛）

CRISPR/Cas9核心技术的应用行业

借助基因序列编辑核心技术CRISPR/Cas9，研究者们做出了许多研究成果。比如，北京希诺谷生物科技有限公司用此核心技术孕育比格犬“龙龙”，它成为我国唯一未几乎在此之前提培育的体细胞莱姆犬，也是世圈内唯一未基因序列编辑莱姆犬。

△世圈内唯一未基因序列编辑莱姆犬“龙龙”（页面可能科技日报）

除此以外，来自美国、当华南地区、丹麦研究课题机构的研究者凭借此核心技术成功莱姆出世圈内上第一批不携带活性介导逆转录狂犬病（PERVs）的狗，莱姆狗今后可以满足人类外科手术的并不需要。

随着对CRISPR子系统认识的加深，实验设计的提高效率新建，我们相信CRISPR/Cas9以及其衍生核心技术终究时会带来一场科学史上的庞大变革。期许在刚刚的今后，CRISPR/Cas9所带来的庞大转变必将必需惠泽万家。