基因剪刀拿下化学诺奖，一位华人先驱与荣耀失之交臂

　　北京时间10月7日下午，诺贝尔委员会将今年的诺贝尔化学奖颁给两位女性科学家，分别是来自法国的埃马纽尔夏彭蒂（EmmanuelleCharpentier），和美国的詹妮弗杜德纳（JenniferDoudna）。委员会给出的理由是她们研发出了一种基因组编辑方法。
　　具体来说，她们发现了基因技术最锐利的工具之一CRISPRCas9基因剪刀。利用这一技术，研究人员可以非常精确地改造植物和微生物的DNA。这项技术对生命科学产生了革命性的影响，被视为具有巨大的应用前景，可用于遗传疾病的精准治疗。
　　值得一提的是，在诺奖120年的历史上，在2019年之前只有4位女性物理奖获得者，和5位女性化学家获得者。但在昨天，女性科学奖安德里亚格兹和罗杰彭罗斯、莱因哈德根泽尔一同摘得物理奖，今天又同时产生了两位女性化学奖获得者。
　　欢欣鼓舞之余，对于本届化学奖，人们也在关注另一个事情：华裔科学家张锋为什么失之交臂？记者抛向诺奖委员会的第一个问题非常尖锐，是不是还有其他人也能拿这个奖？上帝的剪刀
　　什么是CRISPR？当病毒想要攻击细菌时，也就是将自己的DNA注入细菌体内，细菌为了避免死亡就会开启防御系统CRISPR。CRISPR看起来就像是普通的DNA序列，但如果放大看，会发现这条序列有一个巨大的病毒资料库。
　　这套防御系统还会不断生产各种蛋白质（Cas），每当有新病毒入侵，这些像是剪刀的蛋白质就会跑出来剪断病毒的DNA，然后把敌人的DNA片段藏进病毒库。如果以后再遇到同样的病毒，CRISPR就能迅速匹配，然后消灭侵染。
　　CRISPR序列图解诺奖官网
　　早在1987年，科学家们就发现了CRISPR序列，直到2012年，夏彭蒂和杜德纳两位先驱在《科学》杂志上首次证明了CRISPR的其中一把剪刀CRISPRCas9可以进行基因编辑。她们的原创工作在于纯化了Cas9蛋白，发现它是双RNA引导的DNA内切酶，首次在体外证明使用Cas9的CRISPR系统可以切割任意DNA链，指出CRISPR在活细胞中修改基因的能力。
　　近年来，科学家利用CRISPR便能高效、精确地改变、编辑或替换植物、动物甚至是人类身上的基因，经过改造的CRISPR技术被广泛地应用于农业和生物医药领域。比如，在2018年，就有研究证实利用CRISPR技术成功治疗了四只患有Duchenne型肌营养不良症的狗，并将其肌肉和心脏组织中的营养不良蛋白恢复到正常水平的92。
　　近期很少有一个发现能够像CRISPR在生物领域一样，改变整个领域的研究。它在人类健康与疾病等方面有极大的应用潜力。2018年8月，美国阿尔伯尼生物医学奖委员会主席VincentVerdile说道。
　　就这样，CRISPR被认为是上帝的剪刀。还有谁发现了这把剪刀？
　　2013年，麻省理工学院教授、博德研究所资深研究员张锋和哈佛大学医学院教授乔治彻奇同时在《科学》上分别发表论文，证明CRISPRCas9可以编辑哺乳动物细胞基因，他们将这项基因编辑技术成功地运用到小鼠和人类细胞上。
　　左为本届诺奖得主杜德纳，右为现年38岁的张锋Bloomberg
　　张锋表示在2011年就开始有了把Cas蛋白簇和tracrRNA放到哺乳动物细胞中的想法，并早于杜德纳团队拿出了CRISPR技术从最初的构想到在哺乳动物细胞成功应用的证据，完整证明了CRISPRCas9整个概念。这位华人科学家在2014年拿到了美国专利与商标局关于CRISPR的首个专利授权，这意味着他和研究所在美国拥有CRISPRCas9技术应用于所有真核生物包括植物、动物和人类的专利，这是CRISPR技术商业化最为核心的专利之一。
　　但这场专利之争并没有结束。2016年，杜德纳一方认为张锋是在她论文的基础上进行的实践，而后者认为杜德纳只是预测CRISPR会在人类细胞上有效，而自己包含实际运动，证明了CRISPRCas9整个概念。2017年，法官判定专利仍归张锋一方所有。
　　基于CRISPR的基因编辑技术有四个关键的发现者：夏彭蒂耶、彻奇、杜德纳和张锋。所以，诺奖最多颁给三人的规则显然就是个问题。1993年诺奖得主菲利普夏普曾说过。他认为，一个比较明智的决定可能是：诺贝尔化学奖颁给杜德纳和夏彭蒂，她们的工作是纯生化，生理或医学奖给彻奇和张锋，他们在活体细胞中成功应用CRISPR，为医学的应用铺平了道路。获奖者生平简介
　　埃马纽尔夏彭蒂，法籍微生物学家，1995年在法国巴黎巴斯德研究所获博士学位，现为德国马克斯普朗克研究所感染生物学研究所所长。在CRISPR的发展中，其主要的贡献在于发现Cas9蛋白的活性仰赖tracrRNA。
　　詹妮弗杜德纳，出生于1964年2月19日，为伯克利大学化学和分子生物学与细胞生物学教授，霍华德休斯医学研究所的研究员，美国国家科学院院士。和夏彭蒂因发现CRISPRCas9系统曾获得了2015年生命科学突破奖。