超級基因剪刀是如何打造的？

2020年10月7日，瑞典諾貝爾獎委員會宣布，法國的埃曼紐爾·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)和美國的詹妮弗·杜德納(Jennifer A.Doudna)因“開發基因組編輯方法”而獲得2020年諾貝爾化學獎，可謂實至名歸。不過對于屢屢贏得CRISPR/Cas9技術專利之爭的年輕華人科學家張鋒來說，此次錯失諾貝爾化學獎，則是一大遺憾。

法國埃曼紐爾·卡彭蒂耶和美國詹妮弗·杜德納獲得2020年諾貝爾化學獎。

基因編輯技術是啥

研究發現，單基因突變引起的人類遺傳病多達6000種以上，全世界遺傳病患者多達3.5億人，病癥相伴一生，甚至早早奪走生命?？茖W家們一直在尋找解決這一痛苦的終極武器——基因編輯技術，能像word軟件編輯文章一樣，高效地對基因進行任意修改，從而將致病的突變基因“撥亂反正”，達到根除人類遺傳病的目的。

率先實現這一目標的是美國分子生物學家馬里奧·卡佩奇（Mario Capecchi）和奧利弗·史密斯（Oliver Smithies）等人。20世紀60年代，卡佩奇和史密斯團隊利用DNA復制過程中同源重組的特性，分別獨立發明了一種“基因打靶”技術，可用一段正確的DNA片段替代原本發生突變的DNA片段，首次實現了在小鼠基因組上對單個基因進行精準修飾。在之后的二十多年里，基因打靶技術成為一項非常重要的基因修飾技術，科學家用這項技術創造出成千上萬種基因敲除小鼠，甚至包括基因敲除豬、羊和牛等大動物，為研究基因功能、闡明遺傳病發病機理和開發新的基因療法等做出了重大貢獻。因為這種基因打靶技術是基于英國發育學家馬丁·埃文斯（Martin Evans）發明的胚胎干細胞技術，因此這三人一起分享了2007年諾貝爾生理學或醫學獎。

不過基于同源重組的基因打靶技術具有明顯的缺點，就是效率非常低，往往需要在成千上萬個，甚至更多的細胞中才能找到一個基因打靶成功的細胞，因此基因打靶技術只能算作是基因編輯技術的前身。好在科學家總是抵不過好奇心的誘惑和對技術優化的追求，很快就有人從自然界的生命世界里找到了幫手。

上世紀九十年代，來自美國約翰斯·霍普金斯大學的斯里尼瓦?！ゅX德拉西格蘭（Srinivasan Chandrasegaran）等人發明了一種名為鋅指核酸酶的技術