諾貝爾獎：基因打靶是怎樣中“靶心”的？

DWNEWS.COM-- 2007年10月10日7:9:44.

《財經》雜誌李虎軍/一項在老鼠身上進行的“基因打靶”技術，極大地影響了人類對於疾病的認識，已被廣泛應用在幾乎所有生物醫學領域

北京時間10月8日下午5點30分，2007年諾貝爾生理學或醫學獎揭曉：70歲的美國猶他大學馬里奧·卡佩奇（Mario Capecchi）、82歲的美國北卡羅來納州大學教會山分校奧立佛·史密斯(Oliver Smithies)與66歲的英國卡迪夫大學馬丁·埃文斯(Martin Evans)，憑藉基因打靶（gene targeting）技術共同分享了這一獎項。

據悉，三位科學家將分享1000萬瑞典克朗(約合154萬美元)的獎金。

為他們贏得這項自然科學領域的崇高獎賞的，實際上是一種被稱為“小鼠中的基因打靶”的技術。這項技術目前已經被廣泛應用在幾乎所有生物醫學領域——從基礎研究到新療法，使得人類對於心臟病、癌症和糖尿病等多種疾病有了更加深入的了解。

“這是一個突破性的技術，它使我們對基因功能的認識至少提前了十年”，美國國立衛生研究院鄧初夏博士告訴《財經》記者。

在他看來，早在上世紀90年代，這一技術就已經在諾貝爾生理學獎或醫學獎的“大名單”中。實際上，這在業內也已經成為共識，即基因打靶技術獲獎只是時間問題。

早在1986年，鄧初夏赴猶他大學留學，即師從卡佩奇教授。當時，卡佩奇剛在美國《細胞》雜誌發表了基因打靶技術的論文，並在學術界引起了轟動。

這一技術的萌芽形成於上世紀80年代初，卡佩奇設想將老鼠身上一個結構已知而功能未知的基因敲除，然後從整體觀察實驗動物，推測相應基因的功能。

雖然這個想法在原則上並沒有太大障礙，但實際操作起來卻困難重重：從幾萬個基因中敲除特定的基因，難度絕對堪比大海撈針。

鄧初夏回憶說，在這種情況下，當時很多人都不相信這種設想能夠實現，美國國立衛生研究院也拒絕了卡佩奇的項目申請。無奈之下，卡佩奇只好拆東牆補西牆，從自己的其它研究項目中擠出經費來開展研究。

而幾乎在同一時期，美國北卡羅來納州大學教會山分校的奧立佛·史密斯也為基因打靶做出了重大貢獻。他的技術路線與卡佩奇有所不同——卡佩奇採用的方式是人為地讓某個基因缺失，失去功能。這就像有一天沒人掃地了，大家才會想到清潔工老王的存在。而史密斯則致力修飾已經發生突變的基因，使其恢復原來的功能。

英國卡迪夫大學的馬丁·埃文斯發明的胚胎幹細胞技術，則為基因打靶技術的具體實現奠定了重要基礎。因為科學家利用這種技術，可以將胚胎幹細胞培育為小鼠，從而最終得到“基因敲除”的小鼠。

自1989 年基因打靶技術在老鼠身上獲得實際成功至今，已經有一萬多個小鼠基因被敲除，預計科學家們將很快實現所有小鼠基因的敲除，從而確定單個基因在健康和疾病中的角色。目前，基因打靶技術已經形成了500多個不同的人類疾病小鼠模型，涉及心血管疾病和神經退化疾病、糖尿病和癌症等。

隨着這一技術的廣泛應用，2001年，三位科學家共同獲得了拉斯克（Albert Lasker）基礎醫學獎。由於近半數的拉斯克基礎醫學獎得主後來獲得了諾貝爾獎，該獎項也一直被看作諾貝爾生理學或醫學獎的“風向標”。

在三位獲獎者中，來自美國猶他大學的卡佩奇經歷最具傳奇色彩。

由於在4歲的時候，母親就被作為政治犯關進集中營，出生在意大利的卡佩奇不得不在街頭或者孤兒院中整整流浪了四年之久。直到第二次世界大戰結束，母親才在街頭找到他，然後遠赴美國投奔其叔父。

幸運的是，他此後獲得了良好的教育機會，並在哈佛大學獲得博士學位，其導師也是一位科學大師——DNA雙螺旋發現者之一、諾貝爾獎得主詹姆斯·沃森（James Waston）。

或許是小時侯的歷經磨難，使得卡佩奇養成了非常節約的習慣。鄧初夏還記得，有一次實驗室搬家，學生們認為是“破爛兒”的一些東西，他也沒捨得扔。

和很多優秀的科學家一樣，卡佩奇對研究工作有着非常嚴格的要求。鄧初夏回憶說，當時是六個學生上他的課程，結果有四人不及格，只有他和另外一位學生過關。攻讀博士的六年裡，鄧初夏的主要任務是提高“基因打靶”的命中率。但前四年裡，他面臨的幾乎都是失敗，僅電穿透實驗就進行了200多次。

據說，基因打靶的論文發表以後，卡佩奇便聲名鵲起，處境比以前好了許多，母校哈佛大學也邀請他回去做正教授。但他考慮兩個月後，還是向學生們宣布，決定留在猶他大學，因為猶他的研究條件也不錯。

但如果你覺得這只是一個古板的科學家，那就大錯特錯了。和很多意大利人一樣，卡佩奇一生酷愛體育運動，尤其是足球。一直到了60多歲時，他還流連在綠茵場上，並且自願給女兒學校的足球隊做教練。讓鄧初夏記憶深刻的是，在其攻讀博士期間，這位導師每天中午都要跑上8英里。

剛剛過去的10月6日，恰好是卡佩奇七十歲的生日。幾個月以前，就有學生和同事籌劃着祝壽，但他不同意，理由是那樣會讓人覺得他要退休了，而他至少要干到79歲。

如今，他或許等到了“最好的生日禮物”。當然，這個“禮物”不僅僅是屬於他個人的，更多地屬於他們三人以及眾多科學家共同參與的這個神奇領域。