基因编辑|2分钟读懂今年的诺贝尔奖化学奖:基因编辑是什么?
2020年诺贝尔化学奖颁给了埃马纽埃尔·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)、詹妮弗·杜德纳(Jennifer A. Doudna) , 因她们开发了一种基因组编辑的方法 。
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接下来 , 我们用2分钟时间来了解一下 , 什么是基因编辑 。
这是细菌和病毒间的作战故事 。 病毒时常攻击细菌 , 把自己的DNA注入细菌体内——这种情况的后果相当严重 , 可能会导致细菌死翘翘 。
于是 , 在漫长的演化过程中 , 细菌体内演化出了一套防御系统 , 专门用来对付这种情况 , 它就是CRISPR/Cas系统 。 点击观看视频 , 果壳带你两分钟搞懂CRISPR:
古老的细菌免疫系统
前沿的基因编辑手段
它看起来就像普普通通的DNA序列 , 原理其实非常简单 。
它有一个资料库(CRISPR) , 用来储存病毒的资料 , 也就是它们的DNA片段 。 其中有些重复出现的DNA片段 , 就相当于一块块挡板 , 把不同的病毒DNA隔开 。
另外 , 它还有一家武器工厂(Cas) , 负责生产各种Cas蛋白质 , 你可以把它们想象成不同款式的剪刀 。
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每当有新病毒进攻 , 剪刀就会跑出来剪断它的DNA , 然后把其中一小段带回资料库里储存起来 。
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接下来 , 这段DNA会转录成RNA , 和另一把剪刀结合 。 要知道 , 这段DNA和这段RNA是可以相互匹配的 。 所以如果同样的病毒再次进攻 , 它们就可以迅速匹配到敌人 , 然后咔嚓剪断对方的DNA , 消灭侵染!
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最棒的是 , 这个资料库可以遗传给后代 。 所以 , 细菌可以识别和消灭它的祖先曾经遇到过的病毒 。
前几年 , 科学家挑选了其中一种剪刀(Cas9) , 用它来编辑基因 , 包括删除坏的基因、添加好的基因 。
【基因编辑|2分钟读懂今年的诺贝尔奖化学奖:基因编辑是什么?】原来 , DNA被剪断后会得到修复、重新连接起来 。 但这个过程很容易出错 , 比如丢失些配件(碱基对)什么的 , 这就会导致原来的基因失效——相当于达到了删除基因的目的 。
不过 , 如果科学家在这时候给它提供一条新的DNA片段 , 那么它就会被缝在接口处 , 于是就达到了添加特定基因的目的 。
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