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2分钟读懂诺贝尔化学奖:基因编辑是什么?

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本文来自微信公众号:,监制:谢默超,制片:段晨,脚本/导演/道具:蔡思宜,摄像/后期:田宇,题图来自:视觉中国

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。

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。

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。

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!

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

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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