凭借重写生命密码的“基因剪刀” 她们成为诺贝

瑞典当地时间10月7日，2020年诺贝尔化学奖揭晓，法国科学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷（Emmanuelle Charpentier）和美国科学家珍妮弗·安妮·杜德纳（Jennifer A. Doudna）因“开发了一种基因组编辑方法”，共同获此殊荣。

▲化学奖揭晓。图据诺奖官网

八年前，两位女科学家联合发现了基因编辑技术中最好用的工具之一：CRISPR-Cas9“基因剪刀”。通过这一技术，研究人员能以极高的精准度改变动物、植物和微生物的DNA。

业界公认，“基因剪刀”是分子生物科技的革命性技术，可用于植物育种、创新性癌症治疗方法，还可能让遗传性疾病的治愈最终梦想成真。正如瑞典皇家科学院秘书长戈兰·汉松（G?ran K. Hansson）所言，今年的化学奖是关于“改写生命密码”。

▲“基因剪刀”。图据诺贝尔奖官网

然而，这一基因编辑技术还有一个尚未解决的专利权之争。

切开DNA的“魔剪”

沙尔庞捷于1968年出生于法国，目前是德国马克斯·普朗克病原体科学研究所（MPUSP）教授。杜德纳于1964年出生于美国华盛顿特区，目前是美国加州大学伯克利分校化学系教授。

▲杜德纳。图据美国加州大学官网

2011年，在共同参加一个会议期间，两人在波多黎各一家咖啡馆里初见，随后开始合作，并于次年发表了关于CRISPR技术这一重大发现的研究。据《科学》杂志报道，沙尔庞捷和杜德纳在2012年6月28日发表于《科学》的一篇研究中确认，她们所设计的CRISPR-Cas9基因编辑系统（Cas9是一种限制性核酸内切酶）能在DNA的特定部位“定点”切开口子。

在论文中，她们也指出将来有潜力利用这个系统，对基因组进行编辑。很快，她们这一发现在其他科学界同仁的努力下迅速发展，并成为全球实验室里最常用的基因编辑技术。

▲沙尔庞捷。图据MPUSP官网

事实上，在发现CRISPR技术之前，业界已经有了很多基因编辑方法，但那些方法耗时、麻烦而且昂贵。CRISPR技术不仅简单快速，还是第一个能让研究人员在同一个实验中编辑好几个基因的工具。

鉴于操作简便又高效，CRISPR技术如风暴般席卷全球，成为最热门的新一代基因组编辑工具。与TALENs（转录激活样效应核酸酶）或ZFN（锌指结构域核酸酶）等方法相比，CRISPR不仅能精确有效地编辑人类干细胞，并且在实验的所有靶基因上具有更显著的效应。构建一只转基因小鼠，使用传统的基因编辑方法需要耗时半年，而使用CRISPR技术，几个星期就能搞定。

CRISPR专利之争

据《科学》杂志报道，值得注意的是，很多人都以为美国布罗德研究所（Broad Institute）华人科学家张锋团队可能会分享这一奖项。

事实上，尽管沙尔庞捷和杜德纳的文章为CRISPR作为基因编辑工具的应用奠定了基础，但该文章仅验证了该系统剪切游离DNA的能力，而CRISPR系统能否在细胞内剪切DNA，成了另一个急需验证的问题。

6个月后，2013年，美国麻省理工学院教授张锋在《科学》上发表论文，宣布用CRISPR-Cas9系统首次实现对小鼠基因的编辑，并确认它能在几周内建立起小鼠的疾病模型。

▲杜德纳（左）与沙尔庞捷。图据雅虎新闻

而另一方面，尽管沙尔庞捷和杜德纳团队在2012年5月25日就提交了保护CRISPR技术的专利申请，但七个月后提交专利申请的张锋却率先拿到了专利授权。2016年1月，杜德纳所在的加州大学要求对张锋所在的布罗德研究所的最早专利以及另外11项专利进行专利干涉，从而引发了著名的CRISPR专利大战。

今年9月10日，这场激烈的专利战似乎出现了“赢家”：美国专利审判和上诉委员会（PTAB）裁定，布罗德研究所在其已获得的CRISPR系统在真核细胞中的应用专利上拥有“优先权”，这包括了具有潜在利好前景的实验室或直接在人身上培养人体细胞方面的应用。但这一裁决也认证了加州大学团队(CVC团队)发明了CRISPR这套技术的一个关键组成部分。而CVC团队的核心人物就是沙尔庞捷和杜德纳这两位女科学家。

加州大学在一份声明中称，“依旧有信心，PTAB最终会认证沙尔庞捷和杜德纳团队最早发明了真核细胞中的CRISPR-Cas9技术”，而布罗德研究所则呼吁双方达成“和平条约”。尽管很多人都期待双方能达成协议，但相关专家表示“可能性不大”。据悉，这一次裁决还未指明下一次听证会的具体日期。

文章来源：《化学进展》 网址: http://www.hxjzzz.cn/zonghexinwen/2020/1008/488.html