“基因打靶”三巨人

　　

生物通编者按：在即将过去的2007年里，总有一些你记忆深刻、甚至终身难忘的事情。生命科学研究领域亦是如此。哪些科研成果是2007年最重大、影响最深远的研究成果？哪些人是2007年里最受关注、做出巨大贡献、影响最大的年度风云人物呢？

 

继生物通与多家网站和学术机构合作成功举办了“2005年生命科学十大新闻评选”和“GE医疗集团特约2006年生命科学十大新闻评选”活动后，十大新闻评选活动已经成为每年固定的大型网络互动调查活动。值此2007年岁末，生物通联合腾讯科技和中国遗传网，与遗传学会、中国农科院、生物技术产业杂志社、生物工程杂志社、生命世界杂志社协作进行“2007生命科学十大新闻及科技风云人物评选”活动，该活动于12月17日正式启动，欢迎读者踊跃投票。

 

毫无疑问，获得2007年诺贝尔生理学/医学奖的三位科学家是本年度生命科学领域风云人物的必然候选。他们是基因打靶技术的奠基人。

 

基因打靶技术是20世纪80年代后期发展起来的前瞻性很强的遗传工程技术,该工程技术在先后经历了同源重组和以自身作为选择标记的同源重组以及采用正、负选择系统进行靶位精细操作的同源重组3个阶段后,很快发展成为成熟的高频率基因操作技术,并在理论研究与工程实际中得到了广泛应用。

 

2007年度诺贝尔生理学或医学奖颁发给了美国的马里奥-R-卡佩奇（Mario  R.Capecchiand）、奥利弗-史密斯（Oliver  Smithies）和来自英国的马丁-J-伊文思（Martin  J.  Evans），以表彰他们在利用胚胎干细胞进行小鼠基因修饰的重要成就。

 

    上世纪八十年代末，Martin  Evans，Oliver  Smithies  和  Mario  Capecch领导的几个研究小组对胚胎干细胞中特定目标基因进行失活，培育出了第一只基因敲除小鼠。这三位科学家因为这项工作在2001获得了Lasker奖。接下来，科学家们用同样的技术又培育出了几千只基因敲除小鼠。

    所谓“基因打靶”技术是指利用细胞脱氧核糖核酸（ＤＮＡ）可与外源性ＤＮＡ同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术。借助这一从上世纪８０年代发展起来的技术，人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造。  

    有了“基因靶向”这一强大的武器，人们就可以瞄准某一特定基因，使其失去活性，进而研究该特定基因的功能。打个比方来说，使用“基因靶向”这具高精度瞄准镜，科学家们就能够精确瞄准任何一个基因，并对它进行深入研究。  

    尽管“基因靶向”技术刚刚诞生２０余年，全世界的科学家已经利用该技术先后对小鼠的上万个基因进行了精确研究。根据导致人类疾病的各种基因缺陷，科学家培育了超过５００种存在不同基因变异的小鼠，这些变异小鼠对应的人类疾病包括心血管疾病、神经病变，糖尿病和癌症等。  

    2007诺贝尔生理学或医学奖得主之一马里奥-卡佩奇现年70岁，目前是美国犹他州医学院著名教授、人类基因系两位主任之一。卡佩奇1937年出生于意大利维罗纳，少年时移民美国。他从俄亥俄州安提亚克学院获得了化学和物理学学士学位，自哈佛大学获得生物物理博士学位，其博士论文是在DNA双螺旋结构发现者、1962年诺贝尔生理学和医学奖获得者詹姆斯-华生的指导下完成的。

 

 

Mario R. Capecchi

　　卡佩奇在哈佛时就是一位成果丰富的研究者，他发现了导致蛋白合成的分子机制。当他于1973年在犹他大学建立实验室时，便试图将分子基因学引入到对动物细胞的研究，以便获悉如何掌控这些细胞里的基因。卡佩奇于1977年开始一系列实验室研究，这些研究展现了对动物细胞进行基因打靶的技术，并在1989年成功对一只老鼠进行基因打靶。

Oliver Smithies

 

史密斯1925年出生在英国，后获得美国国籍。史密斯1951年获得牛津大学生物化学博士学位，如今在美国北卡罗来纳大学工作。他一开始主要进行胰岛素的研究工作，后转入分子生物学领域。在差不多60岁时，他开发出了可关闭活体内特定基因的技术。史密斯和卡佩基几乎同时对“基因靶向”技术做出了奠基性贡献，这一技术使得科学家能培育出拥有特定变异基因的小鼠。  奥利弗-史密西斯教授目前的研究方向主要集中在两个方面：一是对异形基因进行修正，另外一个便是利用人类基因病变构造动物模型，以发现新的疾病治疗方法。多年来，奥利弗-史密西斯教授及其助手深入研究了“基因打靶”的具体操作方法，并借助这项技术治疗地中海贫血症。 

Sir Martin J. Evans

   埃文斯1941年出生在英国，1963年从剑桥大学毕业后，进入伦敦大学学院学习，获得解剖学和胚胎学博士学位。1978年，他返回剑桥大学工作。3年后，他和同事从小鼠胚胎中第一次成功分离出未分化的胚胎干细胞。这为“基因靶向”技术提供了施展本领的空间。如今，埃文斯在英国加的夫大学担任哺乳动物遗传学教授。（生物通雪花）