crispr|诺贝尔化学奖颁给发现遗传剪刀改变DNA技术的2位女科学家,事关人类未来( 二 )
随后她赴美国洛克菲勒大学 , 师从Elaine Tuomanen研究肺炎链球菌 , 之后随纽约大学的Pamela Cowin研究哺乳动物基因 。 2002年 , 她在维也纳大学微生物学和遗传学研究所拥有了自己的实验室 , 在那里开始了对CRISPR的探索 。
夏蓬迪在研究化脓性链球菌细菌时 , 发现了一个以前未知的分子tracrRNA , 她发现该分子是CRISPR / Cas的一部分 , 该系统通过切割病毒的DNA解除它们的武装 。
按照微生物学界在2000年代初的假设 , CRISPR就像一种细菌的免疫系统 , 可以保护它们免受其所感染的病毒的侵害;对于细菌而言 , CRISPR就像是一堵遗传通缉令墙 , 用于张贴已知的病毒威胁 。 在夏蓬迪看来 , CRISPR如何实现这种防御的细节是一个谜 , 她和同事开始悄悄研究这个问题 , 并确定了与CRISPR相关的特定小RNA分子 , 它们与称为Cas9的DNA切片酶相互作用 。 夏蓬迪怀疑这些RNA——其中包括病毒基因序列的一部分——将Cas9引导至病毒DNA中的靶标 , 并使其能够破坏感染细胞的病毒 。 这个概念在当时是非正统的 。
杜德纳2009年移居瑞典于默奥大学 , 在那里完成的进一步实验为她的大胆想法奠定了重要证据 。 实验证明 , 转录包含病毒序列的CRISPR RNA时 , 它会通过与另一部分RNA(称为tracrRNA)形成双链体并与Cas9结合而成熟 , 由此产生的复合体似乎具有阻止病毒攻击所需的所有要素 。 夏蓬迪在2010年的一次学术会议上首次提出了她的重要发现 , 并在2011年的《自然》杂志上正式发表相关论文 。
那时她已很清楚 , 如果CRISPR-Cas9系统能够如此迅速而有效地定位细胞中的DNA靶标 , 那么它具有作为基因工程工具的巨大潜力 。
双剑合璧 , 基因科学大突破
几个月后 , 夏蓬迪参加了在波多黎各举行的一次会议 , 在那里见到加州大学伯克利分校化学和分子生物学与细胞生物学教授、霍华德·休斯医学研究所研究员杜德纳 。 杜德纳也一直在研究CRISPR系统中涉及的RNA 。
这位美国生物学家比夏蓬迪年长4岁 , 1964年出生于华盛顿 。 她在克莱蒙特的波莫纳学院学习化学 , 并从哈佛大学获得了生物化学和分子药理学博士学位 。 1991年杜德纳前往科罗拉多大学博尔德分校和托马斯·切赫(Thomas Cech)实验室——后者最近因发现核酶而获得诺贝尔奖——在那里 , 她开始致力于研究特定核酶的结构 。 1994年至2002年 , 她在耶鲁大学任教 , 2003年开始担任加州大学伯克利分校的教授 , 并建立自己的实验室 。
当她在波多黎各会议上遇见杜德纳时 , 两人都认识到彼此的长项会为CRISPR-Cas研究带来互补优势 , 并决定跨越大洋两岸的实验室物理鸿沟实现合作 。
她们共同在试管中成功重建了细菌的遗传剪刀 , 并简化了剪刀的分子成分 , 因此更易于使用 , 可以在预定位置切割任何DNA分子 。 2012年8月 , 两人的合作成果发表在《科学》杂志上 。
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