张田勘

2020年的诺贝尔化学奖授予美国的詹妮弗·杜德纳和法国的艾曼纽尔·卡彭特，以表彰她们发明基因修饰方法CRISPR-Cas9。这个奖与生物演化有关。从广义的生命现象看，CRISPR涉及生物的寄生、共生和生命的相互制约。从狭义而言，CRISPR与免疫和疾病息息相关，并能解释生物的免疫机理。

简单地说，CRISPR呈现的表象和本质完全可以说明，即便没有疫苗和药物，新冠肺炎及其他许多疾病也可以被人类的免疫机制战胜。当然，有药物和疫苗更好。

CRISPR称为规律成簇间隔短回文重复，是一类广泛分布于细菌和古细菌基因组中的重复结构。Cas是Caspase的简称，全称是含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶，是一组蛋白酶，Cas9是其中之一。此外，与CPISPR一起发挥功能的还有其他酶，如核酸酶蛋白Cpf1，因此也可称为CRISPR/Cas系统。

CRISPR在近一半细菌和所有的古细菌中都存在，是细菌对付噬菌体和病毒入侵的一种免疫手段。如同真核生物，如人类一样，细菌这类原核生物对付外来入侵者也有两大类免疫手段：天然免疫系统（非特异性免疫、固有免疫）和后天免疫系统（特异性免疫、获得性免疫或适应性免疫）。

细菌的天然免疫系统包括限制性修饰（R-M）系统、DNA干扰、毒素抗毒素系统等，是非特异性的防御措施;细菌的获得性免疫系统是高度特异性的防御手段，CRISPRCas系统就是典型代表。

当噬菌体感染细菌时，一些细菌会在靠近CRISPR序列前导区处插入一段和噬菌体序列一致的间区序列，相同的噬菌体再次感染细菌时，细菌的CRISPR-Cas相关基因产物利用类似RNA干扰的机制剪除入侵的噬菌体，以保护自身不被噬菌体吞噬。……