CRISPR-Cas|逆天改命,是否可行——CRISPR编辑技术与基因自由

CRISPR-Cas|逆天改命,是否可行——CRISPR编辑技术与基因自由
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(IC Photo)
苏婉/文
在中国 , 基因检测技术的商品化已经极大地拉近了人们对基因科学的认知 。 这种认知不再只是停留在《生物》课本中的克隆羊多莉和杂交水稻 , 如今 , 普通人只需要向基因技术公司寄去一份口水样本 , 就能够解锁一项新的自体认知权限 , 在极微观的基因层面上重新认识自己 。
想象一下 , 如果检测报告显示 , 某个位点的基因与长期折磨你的慢性失眠极度相关 , 此时你可以获得一个替换掉这个基因的机会 , 无需开刀手术 , 可能只需一剂注射 , 你会选择从根本上成为一个“更好的自己”吗?
基因自由的开端
从基因科学的角度上说 , 生命是一套信息 。 在现代人类出现的10多万年来 , 这套信息的组成和表达一直被两种不可左右的强大力量所塑造:随机突变和自然选择 。 自从2001年人类基因组计划完成以来 , 科学家已经精确鉴定出4000多个会导致遗传病的突变位点 。 今天 , 科学家已经完全有能力与这两种自然之力对抗 , 通过强大的生物技术工具来修饰活细胞里的DNA , 不仅能够改造地球上所有物种的遗传密码 , 还能改造人类自己及其后代的基因 , 从而实现某种意义上的逆“天”改“命” 。
《破天机:基因编辑的惊人力量》(A Crack in Creation :Gene Editing and the Unthinkable Power to Control Evolution)介绍的正是这些工具中最尖端的成果 , CRISPR技术(clustered regularly interspaced shortpalindromicrepeats , “规律间隔成簇短回文重复序列” , 简称为“CRISPR”) 。 2020年 , 两名杰出的生物化学家 , 珍妮佛·杜德娜与埃玛纽埃勒·沙尔庞捷 , 凭借CRISPR-Cas9基因剪刀为基因组编辑领域做出的变革性贡献 , 共获诺贝尔化学奖 。她们也是首次同时获得诺奖的女性科学家 。 《破天机》正是由珍妮佛·杜德娜和她的学生塞缪尔·斯滕伯格在2016年共同完成的科普读物 , 他们面向大众 , 将CRISPR复杂的技术原理、发展历程、伦理难题 , 以故事的方式展现给读者 , 他们的初衷是为了促进科学界与公众领域的沟通 。 《众病之王》的作者、普利策奖得住悉达多·穆克吉曾评价 , “如果你想理解生命的未来 , 请阅读本书 。 ”
CRISPR-Cas9改编自细菌中天然存在的基因组编辑系统 。 细菌能够从入侵的病毒中捕获DNA片段 , 并利用它们来创建被称为CRISPR阵列的DNA片段 , 使细菌能够“记住”这些病毒的特征 。 如果病毒再次发动攻击 , CRISPR阵列就会产生RNA片段 , 同时 , Cas9或类似的酶能切割病毒DNA , 使其“毒性”失效 。 这项发现启发了生物化学家利用类似的原理 , 从细菌中分离出的Cas9蛋白质 , 并构建出特定RNA帮助Cas9精确锁定DNA序列 , 切开双链 。 其中 , RNA的功能就像GPS , 精确制导 , Cas9是火力系统 , 实施最后打击 , 从而实现对基因的增加、替换或敲除 。

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