一个赢得诺贝尔奖且能引起基因工程革命的发现获得专利——但并非每个人都为之高兴。
当科罗拉多大学的托马斯 · 塞奇在1982年发现RNA(核糖核酸)可以作为一种酶催化特定的生物反应,这个结果令分子生物学家们吃惊。在他们看来,只有蛋白质能作为酶起作用。所以这个发现不仅使塞奇获得诺贝尔奖,而且预示了新的基因工程——一个基于RNA而非通常的DNA(脱氧核糖核酸)的基因工程。各国政府发动了研究努力而研究者们则争着申请专利。“赌注”是那么高,以至于美国和澳大利亚的研究者们都卷入了关于具催化作用的RNA的专利权的争论。
目前,一些混乱已经平息,赢者是托 · 塞奇。上周,美国专利局授予塞奇和科罗拉多大学使用和合成酶性RNA,也被称为“核酶”(ribozyme)的一个不同寻常广泛的专利。事实上,这个专利是如此广泛,它使人想起了早在1980年作为先驱者开创的、现已成为基因工程骨干的DNA重 · 组技术而授予斯坦福大学斯坦利 · 科恩和加州大学赫伯特 · 博耶专利时的一些情景。Ernst & Young的生物技术工业分析家史蒂文 · 伯里尔说:“许多人正在进行比较认为,这个专利对RNA的重要就像科思 - 博耶专利对DNA的重要性一样。而如果这是正确的话,那么这个专利是非常非常有意义的事件。”购买了塞奇注册权的美国生物化学公司(USB)的托马斯 · 曼欣喜地说:“RNA酶潜在地代表了一类化合物,它的利用价值至少跟抗生素一样广泛。”它的应用蕴含着对几乎所有的病毒病的治疗,可能包括艾滋病,肝炎和疱疹。尽管人们普遍地异常欣喜,但仍有一些人因担心塞奇的专利太广泛可能抑制该领域的发展而不表示乐观。
专利的意义源自塞奇未曾料到的观察,即核糖体RNA的前体能切割并拼接自身而切去对生物功能不必要的核苷酸序列。塞奇说:“核酶有作为一类分子剪刀起作用的能力。”这些发现被耶鲁的西德尼 · 阿尔塔曼的工作所补充。他的工作表明,转移RNA能被另一个不相连的BNA与其蛋白质组分协力所切到。而且这种切割工作能一再进行——就像酶的作用一样。由于这个工作,塞奇和阿尔塔旻分享了1989年的诺贝尔化学奖。
实际的结果令人吃惊。运用这些剪刀的研究者现已能像他们已经学会的操作DNA那样,很容易地操作RNA。他们已能合成或纯化小片段的有催化能力的RNA,运用它们剪断引起人类和植物病害的可怕的病毒、细菌和真菌的RNA——或者消灭攫食作物的病毒。塞奇说:“RNA是人类所有病毒病和许多其它疾病的实质所在,即使DNA病毒也需合成它们自身特殊的信使RNA才引起感染。”
RNA剪刀是异常精确的,它们能剪掉外源RNA中的特定的核苷酸序列,然后让细胞中其它的酶将这些序列除去。霍普城贝克曼研究所的约翰 · 罗塞早期的研究已经表明,所谓的锤头状核酶,至少在培养中能通过切去其遗传物质RNA而使艾滋病毒解除武装。核酶对植物中的烟草花叶病毒也有效。
赢得专利的期望激起USB公司开始对几种核酶产物进行工作。公司期望下一年进入使用核酶处理人类疱疹皮肤损伤的临床试验,USB也正在讨论与主要的药物公司和生物技术公司的联合商业冒险。这些公司希望使用核酶开发对诊断和治疗人类的艾滋病、肝炎和别的疾病的药物,并发展保护植物免于病害和攫食者的产品。
无论人们怎么保证,在核酶的应用走出实验室范围前,还需克服技术上的挑战。研究者需学会如何使RNA剪刀进入细胞,也需学会确保合成的RNA片段在化学上保持足够长期的稳定以完成它们的催化任务。再则,在它们被用于人类前,一些关于这种RNA剪刀的精确性遗留的问题需要解决;诸如它们是否剪切错误的部位。塞奇说:“RNA剪刀在实验室工作得很好,我们目前面临的挑战是要弄明白它们是否能在真正的生命环境中工作。”
除了科学上的应用外,存在着有关授予塞奇专利对这个领域是否有利的疑虑——或者说是否这个专利是能如此广泛地包含一切,以至于进一步提出商业上应用时也将被纳入它的范围。
这个问题能很快作出测验:就是出自于塞奇研究组和澳大利亚联邦科学、工业和研究组织(简称为CSIRO,一个政府办的实验室)的科学家间经五年之久争论的一场测验。CSIRO的科学家已在澳大利亚申请他们自己的专利去使用和合成声称是不同于,或者说更特别于塞奇的核酶。但USB的人和塞奇相信,澳大利亚研究组的核酶是他们的专利所包含的。CSIRO的人员则说:“我们坚信我们地位的力量,现在和申请时仍然一样。”
但并非每个人都如此确信,甚至诺贝尔奖的共享者阿尔塔曼也不能例外。他说:“当一个人听说人们提出的专利竟如此广泛以至于它们看来排斥了任何别的人进入一个特别的领域,则将对这研究事业不利。”他已把他的潜在的注册权卖给了Innovir公司,该公司现在有了一个专利的悬案。
然而别的研究者们说,有那么多的机会利用核酶,也肯定有新的专利。生物技术专利律师汤姆 · 西欧蒂说:“塞奇的工作明显地是科学中的惊人之举,问题是,是否这个专利确实包括了一切源自于它的东西?回答是否定的——事实上总有留给别人的余地。”
[Science,1991年2月1日]