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新基因“魔剪”来了?还是中国科学发明的呢!

2016-05-21  cpit58




Ng

Ago

基因编辑
河北科技大学副教授韩春雨和浙江大学医学院基础医学系研究员沈啸,这两天被纷至沓来的电子邮件和电话,搞得有点不胜其烦。“都是提出合作研究意向的,来自世界各地,其中很多非常真诚。”一个多礼拜前,他们与另外三位中国学者合作发明的基因编辑新技术(NgAgo-gDNA),在国际知名学术期刊《自然·生物技术》(Nature Biotechnology)上发表了论文。



沈啸(左)与韩春雨(中)


基因新“魔剪”的曝光,一时间让这支研究团队专注于研究的精力多少有些分散。事实上,这是他们卯足了劲开展下一步研究的关键时刻,“论文发表后,这一新的基因编辑工具也就完全公开了。很多细节需要完善,很多特性需要发现,很多应用价值需要评估。”沈啸接受本报采访时如是说。

 



基因编辑技术可谓当今生命科学界最炙手可热的前沿科技,顾名思义,能够对最基本的遗传单位——基因直接进行设计和修改,其意义可想而知。在NgAgo前,基因编辑界最大腕的“明星”无疑是CRISPR/Cas9,科学界称之为基因“魔剪”。早期的基因“剪刀”(如锌指蛋白)是通过蛋白来寻找需要编辑的序列,而Cas9则是通过RNA(向导RNA,即gRNA)来寻找靶向序列,由于设计RNA比蛋白质简单,CRISPR技术迅速走红起来。2015年,堪称CRISPR的风光年。其发明人之一、美国结构生物学家詹妮弗·杜德纳曾在一篇文章中写道:“世界各地的实验室将这一技术应用于生物学研究领域的速度令我震惊,从修改植物基因,到改变蝴蝶翅膀的图案,再到微调老鼠疾病的模式,从培育抗虫害的生菜,到降低菌类植物菌株的致病性,再到修改人类细胞,以期有一天能够治愈困扰人类许久的肌肉萎缩症、囊性纤维化和镰状细胞性贫血等多种疾病。”



 

作为后起之秀的NgAgo,又会如何呢?简单而言,CRISPR是以RNA为向导,寻找靶向序列,而NgAgo则是由DNA来担任向导。基因编辑相当于在一本书中的某个地方找到目标单词,将它替换成另一个单词,并保证书中其它地方的单词不被误换。NgAgo结合24个碱基的gDNA,相较于CRISPR结合19个碱基的gRNA,要长5个碱基,理论上前者的精确性要高1024倍,脱靶率也较低。“但实际效果,需要后续大规模的全基因测序来验证。”沈啸告诉记者,从2013年初CRISPR崭露头角开始,整整三年,相关科学论文索引中能查到1700多篇论文,统统是研究CRISPR的。“提供另一种新的基因编辑工具,我们是第一篇。”沈啸客观地指出,“两种工具各有优势,各有各的适用领域。比如,以不同人体器官为靶向,科学家设计不同的转运工具,治疗不同的疾病有不同的效果。所以,治疗哪种疾病该用哪种基因编辑工具,不可一概而论,这得具体问题具体分析


 

在全球大热的基因编辑领域,出现了来自中国的新发明,这让很多人都非常兴奋,将其形容为诺贝尔奖级的重磅成果。沈啸对此回应说:“获不获奖都属于附加值,科学研究若不以兴趣为驱动力,便失去了意义。至于这个技术工具是否真正对人类具有重大意义,则留待历史来评价。我们现在所做的,仅仅是开端。”

 

这项基因编辑新工具,受到外界广泛关注的另一个原因是,韩春雨就职于一家名不见经传的中国高校,没有任何海归背景,甚至没有太多同行知道他的名字。“韩春雨是一个真正的科学家,对科学充满激情,耐得住寂寞。能从科研中获得最大的乐趣,因此才能摈弃各种各样的干扰。”沈啸如是评价他的合作伙伴。两人均在中国协和医科大学获得博士学位,此前曾在《核酸研究》(Nucleic Acids Research)上合作发表论文。

 



文/ 新民晚报记者  董纯蕾

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