生物通报道：一项能让生物学家轻易识别基因功能的“鬼斧神工”技术获得了今年的诺贝尔生理/医学奖。这项技术能帮助研究人员获得“敲除”小鼠，即特异基因失效的变异品种，这能用于确定在健康细胞，发育细胞和疾病细胞中特异基因的作用，以及获得带有人类疾病的动物模型。

美国国家常规医学科学研究所NIGMS（National Institute of General Medical Sciences，是美国国家卫生署NIH成员之一，通过支持基础生物医学研究和全国范围的培训，NIGMS奠定了其在疾病诊断、治疗和预防的有利基础）主任Jeremy Berg表示，“实际上生物医学的任何领域都涉及到了一种敲除模型，这是一种意义重大的技术。”

来自美国犹他州大学的马里奥-R-卡佩奇（Mario R.Capecchiand）、北卡罗莱纳州大学的奥利弗-史密斯（Oliver Smithies）以及来自英国卡迪夫大学的马丁-J-伊文思（Martin J. Evans）由于基因敲除技术以及干细胞研究方面所作的贡献获得了2007年的诺贝尔生理/医学奖，他们将分享150万美元的奖金，这项工作也得到了美国诺贝尔奖——拉斯克奖的认可：早在2001年就获得了拉斯克奖。

Oliver SmithiesAP	Mario CapecchiAP	Martin Evans

（图片来自《Nature》）

自1989年首次报道了敲除技术，到今天为止已经产生了数以千计的敲除小鼠品系，其中500多种属于特异人类失序症，譬如心血管疾病和神经推行性疾病的动物模型。

这一技术起源于一种称为同源重组（homologous recombination）的自然现象——这一现象在生物体中用于损伤的DNA修复。包装了DNA的染色体都是成对出现——各来自一个亲代——在同源重组的过程中，DNA片段可以在两条链之间进行交换。Capecchi和Smithies发现在小鼠DNA中可以利用同源重组插入已知序列的人工DNA，从而靶向特异小鼠基因。

而Evans提出可遗传性的关键因素——这最终导致了敲除小鼠的发展，他提出利用小鼠胚胎干细胞能将遗传物质引入一个不同品系小鼠。当他将干细胞注射入胚胎中，这些小鼠的染色体，如预期一样，进行了重组。这种“嵌合”的胚胎可以植入“代理孕母”中，当后代进行了配对，这种基因就可以遗传了。之后Evans开始在将干细胞注射入小鼠卵中之前利用逆转录病毒将新基因整合到了基因组中修改了干细胞，这些新基因传递给了胚胎，从而遗传给了后代，这种技术与人工基因重组相结合就获得了第一代的基因敲除小鼠。

敲除技术的重要改进——尤其是条件突变体（conditional mutants）的发展——让这一技术成为了生物学家们手中更有价值的工具。一个由Klaus Rajewsky发展而来，称为Cre-lox的系统，在小鼠出生后的挑选期可以关闭靶基因，这一改进很重要，因为15％的基因在胚胎发育过程中都是必需的，敲除可能会导致死亡，而且一些基因只是与后期一些特殊的疾病相关。

Smithies认为诺贝尔奖“并不意外”，“大家都清楚，同源重组技术对于我们理解基因组具有重要的意义——我们也许已经测得了序列，但是敲除技术帮助我们理解了这些序列的功能。”

近年来Capecchi一直致力于揭示胚胎发育过程中特异基因的作用，他的工作主要集中在个体器官和个体设计程序——这确保了一个动物机体在正确的部位发育生长。

Evans则发展了许多重要人类疾病，譬如囊性纤维性变病(cystic fibrosis)等的小鼠模型，利用这些模型研究疾病机制，并且试图发现修复这些缺陷基因的方法。Smithies也发展了一种囊性纤维性变病小鼠，以及高血压和动脉硬化等疾病的模型。
（生物通：张迪）