讓我們暫時從幻想中回到現(xiàn)實世界。基因技術(shù)的進(jìn)步,客觀上說還是為我們的生活帶來了不少便利。而隨著這項技術(shù)的進(jìn)步,今后在很多方面的應(yīng)用都會變得更為安全高效。傳統(tǒng)的基因編輯技術(shù)由于科技水平的限制而無法完全被掌控,之前出現(xiàn)的轉(zhuǎn)基因等技術(shù),其核心是將一種物種的某個DNA片段植入細(xì)菌,然后由細(xì)菌導(dǎo)入想要改造的物種中,從而將一種物種的DNA段移植入另一種物種。
雖然這項技術(shù)已經(jīng)比較成熟,但就目前生物科研的水平來看,它存在著不少缺陷。其中最重要的是如何讓載有DNA片段的細(xì)菌到達(dá)另一生物基因組的正確位置,因為只有到達(dá)正確位置并讓兩種不同基因組完美結(jié)合后才能達(dá)到理想的效果。很多專業(yè)人士形容這就像是在編輯一本書,遺憾的是傳統(tǒng)技術(shù)無法明確地告訴你將新的內(nèi)容粘貼到這本書的哪一部分,于是你只能多次地重復(fù)這個粘貼過程,直到它偶然來到正確位置為止。
這樣的過程對于基因編輯技術(shù)而言顯然過于初級,而科學(xué)家們在也在想盡辦法來提高基因編輯的可操作性,幸運(yùn)的是CRISPR-Cas9技術(shù)被發(fā)現(xiàn)了。CRISPR-Cas9全名為“成簇的、規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列”,是細(xì)菌防御病毒入侵的一種機(jī)制,2012年才被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并加以利用,成為生物醫(yī)學(xué)史上第一種可高效、精確、程序化地修改細(xì)胞基因組包括人類基因組的工具。
CRISPR-Cas9最神奇的地方在于它能夠在生物的基因組中迅速地找到特定的位置,通過精準(zhǔn)的“剪切與粘貼”,將新的DNA片段植入到生物的基因組中。聽上去就像是用office軟件編輯一個文檔一樣簡單。事實上這一技術(shù)被業(yè)內(nèi)稱為第三代基因編輯技術(shù),相較于以前傳統(tǒng)的基因編輯技術(shù),CRISPR-Cas9技術(shù)不僅定位精確,其在基因組中可用的編輯位置也比傳統(tǒng)技術(shù)多很多。在編輯過程中,CRISPR-Cas9技術(shù)無須切斷DNA雙鏈,僅切開單鏈的編輯方式大大降低了染色體變異的風(fēng)險。當(dāng)然,簡單、方便、易于操作是最為重要的一點?!犊茖W(xué)》雜志說,由于CRISPR有著精確、成本低及操作簡便等特點,許多科研機(jī)構(gòu)都開始開發(fā)利用這項技術(shù),它“將會給許多領(lǐng)域帶來持久的興奮和樂觀”,勢必“對研究產(chǎn)生革命性影響”??梢灶A(yù)見,在今后的基因編輯領(lǐng)域里,CRISPR-Cas9等先進(jìn)技術(shù)將會很快取代原先的技術(shù)走到大眾視野之中。
此前,提到“轉(zhuǎn)基因”之類的詞,大部分人都會表現(xiàn)出質(zhì)疑的態(tài)度。當(dāng)你知道口中盡情咀嚼的牛肉中其實含有許多胡蘿卜的基因,那種感覺對于任何人來說應(yīng)該都不會很好受。不過新技術(shù)的出現(xiàn)也許可以從根本上改變這一局面。傳統(tǒng)觀念中,人們總是認(rèn)為基因中既然包含了生物的一切生命特征信息,那么其必然含有這種生物成形的本質(zhì)要素。而轉(zhuǎn)基因技術(shù)會讓人感覺這種技術(shù)人為地改變了生物中的本質(zhì)要素,于是豬不再是豬,而番茄也不再是番茄了,雖然它們看上去還是原來的樣子。新技術(shù)的使用可以在某種程度上打消這些顧慮,原因在于CRISPR-Cas9之類的技術(shù)讓我們可以直接編輯生物原有的基因組,而無須將另一種生物的DNA片段植入,從心理層面上更容易讓人產(chǎn)生認(rèn)同感。
可以預(yù)見,在今后的基因編輯領(lǐng)域里,CRISPR-Cas9等先進(jìn)技術(shù)將會很快取代原先的技術(shù)走到大眾視野之中。
CRISPR-Cas9技術(shù)
CRISPR是生物界中早已存在的基因編輯技術(shù),它是細(xì)菌和病毒進(jìn)行斗爭的武器。當(dāng)病毒入侵一個物種以后,物種體內(nèi)的細(xì)菌就會記錄下病毒的部分DNA,當(dāng)外來DNA再次入侵時,細(xì)菌體內(nèi)的同源DNA就會轉(zhuǎn)錄激活,通過名為Cas9的蛋白將外來DNA序列雙鏈剪切,從而阻止外來DNA在細(xì)菌內(nèi)生存。CRISPR-Cas9技術(shù)正是運(yùn)用了這一原理。