诺贝尔奖：基因打靶是怎样中“靶心”的？

DWNEWS.COM-- 2007年10月10日7:9:44.

《财经》杂志李虎军/一项在老鼠身上进行的“基因打靶”技术，极大地影响了人类对于疾病的认识，已被广泛应用在几乎所有生物医学领域

北京时间10月8日下午5点30分，2007年诺贝尔生理学或医学奖揭晓：70岁的美国犹他大学马里奥·卡佩奇（Mario Capecchi）、82岁的美国北卡罗来纳州大学教会山分校奥立佛·史密斯(Oliver Smithies)与66岁的英国卡迪夫大学马丁·埃文斯(Martin Evans)，凭借基因打靶（gene targeting）技术共同分享了这一奖项。

据悉，三位科学家将分享1000万瑞典克朗(约合154万美元)的奖金。

为他们赢得这项自然科学领域的崇高奖赏的，实际上是一种被称为“小鼠中的基因打靶”的技术。这项技术目前已经被广泛应用在几乎所有生物医学领域——从基础研究到新疗法，使得人类对于心脏病、癌症和糖尿病等多种疾病有了更加深入的了解。

“这是一个突破性的技术，它使我们对基因功能的认识至少提前了十年”，美国国立卫生研究院邓初夏博士告诉《财经》记者。

在他看来，早在上世纪90年代，这一技术就已经在诺贝尔生理学奖或医学奖的“大名单”中。实际上，这在业内也已经成为共识，即基因打靶技术获奖只是时间问题。

早在1986年，邓初夏赴犹他大学留学，即师从卡佩奇教授。当时，卡佩奇刚在美国《细胞》杂志发表了基因打靶技术的论文，并在学术界引起了轰动。

这一技术的萌芽形成于上世纪80年代初，卡佩奇设想将老鼠身上一个结构已知而功能未知的基因敲除，然后从整体观察实验动物，推测相应基因的功能。

虽然这个想法在原则上并没有太大障碍，但实际操作起来却困难重重：从几万个基因中敲除特定的基因，难度绝对堪比大海捞针。

邓初夏回忆说，在这种情况下，当时很多人都不相信这种设想能够实现，美国国立卫生研究院也拒绝了卡佩奇的项目申请。无奈之下，卡佩奇只好拆东墙补西墙，从自己的其它研究项目中挤出经费来开展研究。

而几乎在同一时期，美国北卡罗来纳州大学教会山分校的奥立佛·史密斯也为基因打靶做出了重大贡献。他的技术路线与卡佩奇有所不同——卡佩奇采用的方式是人为地让某个基因缺失，失去功能。这就像有一天没人扫地了，大家才会想到清洁工老王的存在。而史密斯则致力修饰已经发生突变的基因，使其恢复原来的功能。

英国卡迪夫大学的马丁·埃文斯发明的胚胎干细胞技术，则为基因打靶技术的具体实现奠定了重要基础。因为科学家利用这种技术，可以将胚胎干细胞培育为小鼠，从而最终得到“基因敲除”的小鼠。

自1989 年基因打靶技术在老鼠身上获得实际成功至今，已经有一万多个小鼠基因被敲除，预计科学家们将很快实现所有小鼠基因的敲除，从而确定单个基因在健康和疾病中的角色。目前，基因打靶技术已经形成了500多个不同的人类疾病小鼠模型，涉及心血管疾病和神经退化疾病、糖尿病和癌症等。

随着这一技术的广泛应用，2001年，三位科学家共同获得了拉斯克（Albert Lasker）基础医学奖。由于近半数的拉斯克基础医学奖得主后来获得了诺贝尔奖，该奖项也一直被看作诺贝尔生理学或医学奖的“风向标”。

在三位获奖者中，来自美国犹他大学的卡佩奇经历最具传奇色彩。

由于在4岁的时候，母亲就被作为政治犯关进集中营，出生在意大利的卡佩奇不得不在街头或者孤儿院中整整流浪了四年之久。直到第二次世界大战结束，母亲才在街头找到他，然后远赴美国投奔其叔父。

幸运的是，他此后获得了良好的教育机会，并在哈佛大学获得博士学位，其导师也是一位科学大师——DNA双螺旋发现者之一、诺贝尔奖得主詹姆斯·沃森（James Waston）。

或许是小时侯的历经磨难，使得卡佩奇养成了非常节约的习惯。邓初夏还记得，有一次实验室搬家，学生们认为是“破烂儿”的一些东西，他也没舍得扔。

和很多优秀的科学家一样，卡佩奇对研究工作有着非常严格的要求。邓初夏回忆说，当时是六个学生上他的课程，结果有四人不及格，只有他和另外一位学生过关。攻读博士的六年里，邓初夏的主要任务是提高“基因打靶”的命中率。但前四年里，他面临的几乎都是失败，仅电穿透实验就进行了200多次。

据说，基因打靶的论文发表以后，卡佩奇便声名鹊起，处境比以前好了许多，母校哈佛大学也邀请他回去做正教授。但他考虑两个月后，还是向学生们宣布，决定留在犹他大学，因为犹他的研究条件也不错。

但如果你觉得这只是一个古板的科学家，那就大错特错了。和很多意大利人一样，卡佩奇一生酷爱体育运动，尤其是足球。一直到了60多岁时，他还流连在绿茵场上，并且自愿给女儿学校的足球队做教练。让邓初夏记忆深刻的是，在其攻读博士期间，这位导师每天中午都要跑上8英里。

刚刚过去的10月6日，恰好是卡佩奇七十岁的生日。几个月以前，就有学生和同事筹划着祝寿，但他不同意，理由是那样会让人觉得他要退休了，而他至少要干到79岁。

如今，他或许等到了“最好的生日礼物”。当然，这个“礼物”不仅仅是属于他个人的，更多地属于他们三人以及众多科学家共同参与的这个神奇领域。