日期:[2021年09月16日] -- 生活晨报 -- 版次:[A10]
备受诺贝尔奖青睐

这些技术竟都是从大自然“借”来的!

  生物学的三种尖端技术——基因编辑工具、荧光蛋白和光遗传学,都受到大自然的启发。

细菌和它的“防御系统”
  细菌和病毒相互争斗。他们处于不断的生化战争中,争夺稀缺资源。细菌武器库中的一个重要装备,就是CRISPR-Cas系统,在自然界中,当细菌受到DNA存储在CRISPR“档案”中的病毒攻击时,CRISPR-Cas系统会追捕、切割和破坏病毒DNA。
  科学家们拾起这些“武器”并用于科学用途,取得了开创性的效果。美国加州大学伯克利分校的生物化学家珍妮弗·道德纳和法国微生物学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷,因开发CRISPR-Cas作为基因编辑技术,而共同获得了2020年诺贝尔化学奖。
水母“点亮”微观世界
  水母的伞外围,有大约300个光器官,它们发出绿色的光点。这种生物发光,源于一种称为水母发光蛋白的物质和一种称为绿色荧光蛋白或GFP的荧光分子。在现代生物技术中,GFP就像一个“分子灯泡”,可以与其他蛋白质融合,使研究人员能够追踪它们并查看生物体细胞中蛋白质何时何地生成。
  现在,荧光蛋白技术每天在数以千计的实验室中使用,并因此获得了两项诺贝尔奖:一项是在2008年,另一项是在2014年。科学家们也已经在更多的物种中发现了荧光蛋白。
  当研究人员创造出表达GFP的转基因COVID-19病毒时,这项技术再次证明了其实用性。当病毒进入呼吸系统并与具有毛发状结构的表面细胞结合时,由此产生的荧光,可追踪病毒的路径。
藻类“眼中”的光明与黑暗
  当藻类被放在黑暗房间里的水族箱中时,它们会失去目标地游来游去。但如果开一盏灯,藻类就会向光游去。单细胞鞭毛虫没有眼睛,但它们有一个称为眼点的结构,可区分光明和黑暗。眼点布满了称为通道视紫红质的光敏蛋白。
  研究人员发现,当通过基因将这些视紫红质通道蛋白插入任何生物体的神经细胞时,用蓝光照射视紫红质通道蛋白,会导致神经元激活。这就是光遗传学的技术。光遗传学可能是治疗致命脑部疾病(如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症)的关键。而且,研究人员使用光遗传学技术来部分逆转失明,并在使用其治疗视网膜色素变性患者的临床试验中看到了希望。 据《科技日报》 张梦然