如何用剪刀CRISPR方法切割基因片段是基于過(guò)去100年的研究

雖然新年還早，但科學(xué)文獻(xiàn)似乎已經(jīng)確定了2016年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的獲得者是誰(shuí)，也就是三個(gè)人。這是因?yàn)樗环Q(chēng)為CRISPR-Cas9技術(shù)，“人類(lèi)技術(shù)基因編輯”成為可能。三人組由詹妮弗杜德、伊曼紐爾夏彭蒂爾和馮藏組成，他們分別在伯克利、柏林和馬薩諸塞州工作。他們的技術(shù)以扭曲舌頭的名義復(fù)制被病毒攻擊的細(xì)菌。將近100年前，生物燃料遇到了這種相互作用——小生命帶來(lái)了更大的后果。

正如許多人記得他們的學(xué)生時(shí)代一樣，在基因研究開(kāi)始時(shí)，它自1906年以來(lái)一直被稱(chēng)為遺傳學(xué)，這是孟德?tīng)柡蜕杏猛愣棺龅囊粋€(gè)實(shí)驗(yàn)。植物飛來(lái)之后，直到今天才被檢查出來(lái)，但并沒(méi)有揭示真正的秘密，這是基因研究人員感興趣的。他們想知道遺傳基因的本質(zhì)是什么。自1909年以來(lái)，它們被稱(chēng)為基因?；蚴怯墒裁唇M成的？它們是如何構(gòu)造的？你如何做你的工作？

當(dāng)生物學(xué)家學(xué)會(huì)求助于微生物生命并嘗試在托盤(pán)中培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)，這些問(wèn)題的答案將會(huì)更加接近。100年前，弗雷德里克圖爾特(Frederick Tourt)和菲利克斯D '然后注意到了赫勒——今天，卻忘記了微生物學(xué)家——一個(gè)人可以在固體培養(yǎng)基中，然后讓第二個(gè)洞，如果加上的話(huà)，首先由細(xì)菌形成草皮，甚至比細(xì)菌還要小。這是指通過(guò)過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)，細(xì)菌仍然停留在其中。它們被稱(chēng)為病毒，意思是“毒汁”。

繼承原子

特瓦特和德海爾勒認(rèn)為他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似于遺傳原子的東西，但他們對(duì)此無(wú)能為力。直到20世紀(jì)30年代，才有人能證明這種病毒不是果汁，而是可以單獨(dú)侵入并消滅細(xì)菌的微小顆粒。即使在第二次世界大戰(zhàn)后的幾年里，人們也知道細(xì)菌和病毒都有基因，它們可以在殺死的相互作用中混合和交換這兩種分子。1969年獲得諾貝爾獎(jiǎng)的柏林出生的馬克斯德?tīng)柌剪斂税缪萘艘粋€(gè)突出的角色，上面提到的三人組現(xiàn)在正在等待。

可以肯定的是，在德?tīng)柌剪斂藭r(shí)代，研究人員首先關(guān)注的是一個(gè)古老的問(wèn)題：是什么讓基因存在于分子細(xì)節(jié)中，以及它們是如何構(gòu)建的。但是當(dāng)著名的雙螺旋DNA問(wèn)題在1953年進(jìn)入令人興奮的解決方案時(shí)，一些遺傳學(xué)家將注意力轉(zhuǎn)向了細(xì)菌和病毒之間的相互作用。

彈性細(xì)菌

人們?cè)缇妥⒁獾?，有些?xì)菌可以抵抗病毒的入侵，消滅入侵者，而不是被它們吃掉。更詳細(xì)的調(diào)查顯示，細(xì)菌有剪刀，它們用剪刀解剖敵人的基因組，從而使其無(wú)害。進(jìn)一步的分析表明，DNA被切割以便重新組裝。有了這種認(rèn)識(shí)，不久之后，70年代的第一批團(tuán)隊(duì)就能夠重組基因，這很快被稱(chēng)為基因工程，并持續(xù)引起轟動(dòng)。

幾年前，大家都認(rèn)為分子剪刀的質(zhì)量和精度是無(wú)法超越的。事實(shí)上，因?yàn)檫@是對(duì)細(xì)菌基因的強(qiáng)有力和高度精確的觀察——這是不可想象和不可行的，而不是基因工程——它們的一些病毒攻擊基因并將遺傳物質(zhì)整合到自己的細(xì)菌中。如果一個(gè)老的捕食者以已知病毒的形式再次靠近，細(xì)菌可以進(jìn)行自我防御，并借助自身DNA中存儲(chǔ)的信息，首先識(shí)別對(duì)手的基因，然后占領(lǐng)它們，然后切斷它們。它拯救了自己。

細(xì)菌的免疫系統(tǒng)

專(zhuān)家們?cè)谶@個(gè)棘手的過(guò)程中談到了細(xì)菌的免疫系統(tǒng)——因?yàn)樗麄冎肋@一點(diǎn)，他們不再驚慌失措。細(xì)菌防御裝置不僅可以配備來(lái)自病毒的遺傳信息，而且通常具有任何遺傳信息，并被運(yùn)送到生物體基因組中的目標(biāo)。在那里，他分離了一個(gè)基因，使用了另一個(gè)基因，就像一個(gè)單詞在文本中被刪除，然后被另一個(gè)單詞替換一樣。對(duì)于手稿，這是編輯的工作。這就是為什么人們現(xiàn)在談?wù)摼庉嬌?，包括人?lèi)。人類(lèi)基因編輯——這是一項(xiàng)非常重要的工作，它的成熟令人驚訝。起初，人們看著碗里的小生命。現(xiàn)在，大生活本身就是規(guī)模。她將如何傾斜？

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