深度说明：2020年诺贝尔化学奖授予CRISPR-CAS9基因编辑技术

2020年10月7日，瑞典皇家科学院已不得不将2020年诺贝尔化学奖授予瑞典沃尔夫·索末菲致病学研究文书工作所的Emmanuelle CharpentierClark以及美国马里兰国立大学伯克利分校的Jennifer A. DoudnaClark，以作出作出贡献她们在基因原核生物出版人信息技术的作出贡献。

关于两位科学家

Emmanuelle Charpentier，1968年出出生英国奥尔维杜省尤维斯。1995年获英国巴黎伯特兰研究文书工作所Clark学位，现阶段为沃尔夫·索末菲致病学研究文书工作室主任。Jennifer A.Doudna，1964年出生美国华盛顿一个社区。Clark1989年就读于于美国波士顿耶鲁国立大学附属医院。美国马里兰国立大学伯克利分校名誉教授，斯图尔特·史密斯医学研究文书工作所研究文书工作员。

2002年， Emmanuelle Charpentier在维也纳国立大学成立自己的研究文书工作文书工作组时，她专注于对人类文明造成最大影响的致病体之一：溃疡细菌。每年，溃疡细菌细菌感染数以百万计的人，相似症状都有扁桃体炎和脓疱在内，往往难以皮肤病。但是，它也不太可能破坏体内的脊柱组织，并且造成了危及永生的心肌梗塞的发生。为了愈来愈好地认识溃疡细菌，Charpentier渴望不可避免研究文书工作这种菌种的基因原核生物是如何来进行调控的。这项不得不踏入了基因原核生物出版人新技术的一条路。

2006年，Jennifer DoudnaClark领导的马里兰国立大学伯克利分校研究文书工作文书工作组于是以致力于 “RNA扰乱” 现象的研究文书工作。多年以来，研究文书工作部门长期以来相信他们之前借助了RNA的的系统，但此后忽然断定了许多最初型的小RNA分子结构，它们更难以调节细胞内质从前面的基因原核生物活性。

菌种的古老的“免疫管理系统”

DoudnaClark的室友，一名药学家，无意间向Doudna讲述了一项最初断定：当研究文书工作部门相当相似之处极大的菌种以及古菌种的基因型物质时，他们断定其从前面的DNA重复用于原核生物保存得相当好。完全一致的代码一遍又一遍地注意到，但是其从前面又有多种不同的原核生物。就像在注解从前面的每个句子相互间重复用于完全一致的词语一样。

这些重复用于原核生物统称“成簇的规范有规律的短由此可知重复用于原核生物（clustered regularly interspaced short palindromic repeats）”，直译为CRISPR。由于CRISPR从前面独特的非重复用于的原核生物似乎与各种大肠杆菌的基因型密码相转换，因此研究文书工作者们相信这是菌种的古老免疫管理系统的一一小，可以保护菌种和古菌种免受大肠杆菌侵害。如果菌种尝试地抗击了大肠杆菌细菌感染，它会将一一小大肠杆菌的基因型密码替换成到其基因原核生物组从前面，作为对细菌感染的心灵。

虽然还无法人告诉其从前面的分子结构功能，但当前的基本举例是：菌种通过RNA扰乱的功能达到从前面和大肠杆菌的用以。

繁复的分子结构功能图谱

如果菌种被假定不太可能普遍存在古老的免疫管理系统，那么将要踏入科学界很重要的断定，为此DoudnaClark的直觉开始生起，并且开始学习有关CRISPR管理系统的一切方法论。

事实假定，除CRISPR原核生物以外，菌种内部还普遍存在一种被统称CRISPR系统性，直译为cas的特殊基因原核生物。DoudnaClark断定这些基因原核生物与编码专门用于解链和接合DNA的细胞内质的基因原核生物相当近似于。那么Cas细胞内到底不具完全一致的功能，它们能否接合大肠杆菌DNA就踏入了最初的缺陷。

几年后，DoudnaClark领导的研究文书工作文书工作组尝试地阐明了几种多种不同的Cas细胞内的功能。同时，该管理系统也陆续被其它研究文书工作文书工作组断定。菌种的免疫管理系统可以采取相当多种不同的方式。示意图展示了多种不同类型的 CRISPR / Cas管理系统文书工作功能。DoudnaClark所研究文书工作的CRISPR / Cas管理系统仅指1类；这是一个繁复的功能，所需许多多种不同的Cas细胞内来除去大肠杆菌。第2类管理系统最简单，因为它们所需的细胞内质愈来愈寡。在世界的另一边， Emmanuelle CharpentierClark刚刚察觉到了这样的管理系统。

CRISPR管理系统的难题

Emmanuelle Charpentier早期聚居在维也纳，但在2009年，她移居到瑞典北部的Umeå国立大学，拥有良好的研究文书工作机会。很多人建议她不要偏远的；也，但是她相信Umeå国立大学当地漫高约而沉睡的冬天让她有高约期的往常生活，这对于开展科学研究文书工作是十分重要的。

在致病菌种研究文书工作文书工作的同时，Charpentier对直接参与基因原核生物调控的小RNA分子结构感兴趣。通过与柏林的研究文书工作部门携手，Charpentier等人溃疡细菌内部的小RNA来进行了定位。这种菌种从前面大量普遍存在的小RNA分子结构之一先前并未被刊文，并且其基因型密码相当差不多于基因原核生物组从前面的CRISPR原核生物。

通过仔细分析它们的基因型密码，Charpentier断定这一最初型的小RNA分子结构的一一小与CRISPR基因原核生物从前面的重复用于原核生物普遍存在一小转换。

虽然先前Charpentier从未接触过CRISPR管理系统。但她的研究文书工作文书工作组通过一系列不可避免的药学检测文书工作，对溃疡细菌从前面的CRISPR管理系统来进行定位。根据现阶段的研究文书工作，已知该管理系统仅指2类，即仅需一个Cas细胞内Cas9即可达到靶向硫化大肠杆菌DNA的用以。Charpentier的研究文书工作同时说明了，未知的RNA分子结构（统称反式介导的crisp RNA（tracrRNA））对于CRISPR的功能付诸不具不得不性的意义。它可以帮助基因原核生物组从前面的CRISPR原核生物基因表达产生的高约RNA分子结构加工为萌芽的，不具活性的方式。

经过深入而有短时间内的检验后， CharpentierClark在2011年3月发表了其关于tracrRNA的断定。尽管她在药学多方面拥有多年经验，但是在继续研究文书工作CRISPR-Cas9管理系统多方面，她渴望与愈来愈加从业者的科学家携手。Jennifer DoudnaClark因此踏入了自然的并不需要。Charpentier被邀请参加在加勒比地区主办的一次代表大会时，两位科学家来进行了一次历史性的会面时。

加勒比地区的咖啡馆从前的会谈相反了“永生”

代表大会的第二天，她们经室友解说在一家咖啡馆会面时。第二天， Charpentier邀请DoudnaClark等人在加勒比地区的城市中心游玩，顺便深入交流彼此的研究文书工作。Charpentier想告诉Doudna到底对这一携手感兴趣，到底想研究文书工作溃疡细菌的基因原核生物出版人管理系统。

Jennifer Doudna反驳热衷于，他们和他们的室友们通过小数点代表大会为该项目制定了构想。他们猜测菌种所需CRISPR-RNA来识别系统大肠杆菌的DNA原核生物，而Cas9则是最终切断DNA分子结构的钳子。但是，当他们在体以外来进行测试者时，却无法赢取预想的结果。

经过大量的却是风暴和大量败北的检验以后，研究文书工作部门方才将tracrRNA替换成到他们的管理系统从前面。先前，他们相信只有在将CRISPR-RNA接合成其活性方式时才所需tracrRNA（图2）。当Cas9获tracrRNA时，每个人都在才会的结果方才发生了：DNA分子结构被接合成两一小。

划时代的检验

研究文书工作部门不得不尝试对“基因型钳子”来进行简化。并用他们对tracr-RNA和CRISPR-RNA的最初观点，他们尝试地将两者揉合为一个分子结构，并将其起名为“Guide RNA”。用于这种基因型钳子的简化版本，他们来进行了一项划时代的检验：到底可以操控这种基因型工具箱，以便在任意位置接合DNA。

到此时，研究文书工作部门告诉他们之前十分差不多用以。他们从DoudnaClark检验室的冰箱从前面获了一个基因原核生物，并并不需要了五个可以接合的臀部。然后，他们相反钳子的CRISPR一小，以使其代码与要来进行接合的臀部的原核生物相转换。说明了， DNA分子结构需要在应该的位置被接合。

基因原核生物钳子相反了永生科学

在Emmanuelle Charpentier和Jennifer Doudna在2012年断定CRISPR / Cas9基因原核生物钳子后不久，其它几个研究文书工作文书工作组假定该工具箱可用于粘贴小鼠和人类文明细胞内质的基因原核生物组，从而造成了其短时间的发展。先前，相反细胞内质，寄生植物或糖类从前面的基因原核生物是一项相当费时，有时甚至是不不太可能的完成的文书工作。用于CRISPR基因原核生物出版人工具箱，研究文书工作部门原则上可以在他们想要的任何基因原核生物组从前面来进行接合。此后，很难以并用细胞内质的天然管理对系统DNA来进行翻修，从而付诸基因原核生物的“重定义”。

由于这种基因原核生物工具箱相当易于用于，因此在框架研究文书工作从前面赢取了广泛的分析方法。例如它可以用于相反细胞内质和检验爬虫类的DNA，以认识多种不同基因原核生物如何起作用和粒子。

基因原核生物钳子也已踏入寄生植物育种的标准工具箱。研究文书工作部门现在用来粘贴寄生植物基因原核生物组的法则通常所需替换成口服免疫基因原核生物。种植农作物时，普遍存在这种免疫散播到外围菌种的效用。由于有了基因型钳子，研究文书工作部门便所需用于这些才将法则，而是可以对基因原核生物组来进行相当有用的粘贴。他们出版人了使甘薯从土壤吸收油渍的基因原核生物，从而加以改进了甘薯，使镉和砷纯度下降。研究文书工作部门还共同开发出了需要在凉爽的气候下愈来愈好地抗击干旱，抗击蝌蚪和害虫的作物。

在性病因，基因原核生物钳子为癌症的最初免疫疗法做出了作出贡献，于是以要来进行使没想的测试者-治疗基因型疾病病因。研究文书工作部门之前在来进行临床测试者，以研究文书工作他们到底可以用于CRISPR / Cas9来治疗镰状细胞内质性贫血和β地从前面海贫血等血液病因以及基因型疾病眼病。

他们还在共同开发翻修神经和脊柱等大型肝脏从前面基因原核生物的法则。爬虫类检验说明了，经过特殊其设计的大肠杆菌可以将基因型钳子传递给所需的细胞内质，从而治疗毁灭性基因型病因的假设，例如脊柱营养不良，静脉性脊柱衰退和Huntington舞蹈病。但是，该新技术所需必要性充分并用，才能在化学物质上来进行测试者。

“基因原核生物钳子”的力量所需管制

除了其所有优点之以外，基因型钳子也不太可能普遍存在被滥用的效用。例如，该工具箱可用于创始转基因原核生物胚胎。但是，多年来，有操控基因原核生物工程分析方法的法律和法规，其从前面都有禁令以准许基因型相反的方式改动人类文明基因原核生物组。另以外，涉及人畜的检验需要在来进行委员会之前来进行审查和准许。

可以赞同的是：这些基因型钳子影响着我们所有人。我们将面临最初的道德缺陷，但是这种最初工具箱不太可能更难以克服人类文明现阶段面临的许多挑战。通过Emmanuelle Charpentier和Jennifer Doudna的最初断定，永生科学尝试进入了一个最初时代。当我们不具了先前不曾拥有过的强大能力后，将在将来聚焦永生科学“最初大陆”时做出愈来愈多伟大的断定。（生物谷 Bioon.com）