【2020諾貝爾化學獎】基因剪刀:一個改寫生命密碼的工具 | 2020諾貝爾化學獎

艾曼紐爾•夏本提爾(Emmanuelle Charpentier)與珍妮佛•道納(Jennifer Doudna)榮獲了2020年諾貝爾化學獎的桂冠,主要是因為她們發現了基因技術中 ...Skiptocontent2020年10月8日【2020諾貝爾化學獎】基因剪刀:一個改寫生命密碼的工具Twitter@NobelPrize蔡蘊明譯於2020年十月八日(歡迎轉載,但請引述本網址)本文譯自諾貝爾化學獎委員會公佈給大眾的新聞稿,原文可自以下官方網站取得:https://www.nobelprize.org/uploads/2020/10/popular-chemistryprize2020.pdf若有興趣閱讀進階的原文資料,請由下列官方網址取得:https://www.nobelprize.org/uploads/2020/10/advanced-chemistryprize2020.pdf*蔡蘊明現為台大化學系名譽教授。

*感謝台大化學系的蔡明軒幫忙將此文放上化學系的網頁以及設計新的版面。

延伸閱讀:CRISPR的發現與發展簡史基因剪刀:一個改寫生命密碼的工具艾曼紐爾•夏本提爾(EmmanuelleCharpentier)與珍妮佛•道納(JenniferDoudna)榮獲了2020年諾貝爾化學獎的桂冠,主要是因為她們發現了基因技術中最強大的工具之一:CRISPR/Cas9基因剪刀。

研究人員可以非常精準地使用它們改變動物、植物和微生物的DNA(去氧核糖核酸)。

這個技術徹底改變了分子生命科學,為植物育種帶來了新機會、有助於創新的癌症療法、並可能使治癒遺傳性疾病的夢想成真。

科學的吸引力之一是它難以預測–你永遠無法預知一個想法或問題會將你引至何處。

有時候好奇的心會遇到死胡同,有時則會遇到棘手的迷宮,需要花費多年的時間在其中探索。

但是一次又一次地,她意識到自己是第一個凝視著一個未知的可能性從地平線上升起的人。

這個被稱為CRISPR-Cas9而具有驚人潛力的基因編輯器,就是這樣的一個意外發現。

當夏本提爾和道納開始研究一個鏈球菌屬細菌的免疫系統時,一個想法是她們可能開發出一種新的抗生素。

相反的,她們卻發現了一個分子工具,可用於精準的切割基因物質,使她們可以輕易地改變生命的密碼。

圖1使用基因剪刀,研究人員能編輯所有生物的基因體。

一個影響所有人的強大工具在這個發現後僅僅八年,這些基因剪刀就重塑了生命科學。

生物化學家與細胞生物學家現在可以輕易地研究不同基因的功能,以及它們在疾病進展中的可能角色。

在植物育種中,研究人員可以賦予植物特定的性質,例如在溫暖的氣候下具有抗旱能力。

在醫學上,這個基因編輯器正在為癌症提供新的療法,以及運用在企圖治癒遺傳性疾病的首批研究中。

實在有太多的例子是關於CRISPR-Cas9如何的使用,其中還包括不道德的應用方法。

與所有強大的技術一樣,這些基因剪刀需要被管控,有關這部分,後文會有更多說明。

在2011年波多黎各的一家咖啡館裡,夏本提爾和道納都不知道她們的第一次會面,將是一次改變人生的相遇。

我們將首先介紹夏本提爾,她是最初建議雙方合作的人。

夏本提爾著迷於病原菌有人曾稱讚夏本提爾的積極、專心和慎密,另有些人說她總是在尋找意外的發現。

她自己喜歡引用路易•巴斯德(LouisPasteur)的名言:「機會總是善待那些有準備的心靈」。

追求新發現以及對自由和獨立的渴望,支配著她走的道路。

包括在巴黎巴斯德研究所攻讀博士學位在內,她曾待過五個不同的國家,七個不同的城市,以及在十個不同的機構工作。

她的研究環境和方法雖發生了變化,但是她的大部分研究都有一個共同分母:病原菌(pathogenicbacteria)。

它們的侵略性為什麼那麼高?它們如何發展出抵擋抗生素的能力?是否可以找到能阻止其進展的新療法?2002年,夏本提爾在維也納大學成立自己的研究小組時,她專注於對人類造成危害最大的細菌之一:釀膿鏈球菌(Streptococcuspyogenes)。

它每年感染數以百萬的人,經常引起易於治療的感染,例如扁桃腺炎(tonsillitis)和膿皰症(impetigo),但是它也可能導致危及生命的敗血症,並破壞身體的軟組織,而得到「食肉者」的稱號。

為了更進一步地了解釀膿鏈球菌,夏本提爾首先徹底研究了這種細菌如何調控其基因,這決定是發


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