要了解基因編輯,首先得知道什么是基因。我們的身體,就像是一個由很多細胞組成的王國;而在每一個細胞里,又有很多攜帶著遺傳信息的小紙條,它們就是DNA。在這個DNA上,有一些被稱為基因的片段,它們決定了你有棕色的眼睛,黑色的頭發(fā),黃色的皮膚,也規(guī)定了你身上的每一種細胞分別負責干什么??梢哉f,基因,就像是人體的代碼。有了這組漂亮的代碼,我們人體這個復雜的程序才能跑得起來。
在20世紀70年代以前,人們從來沒有想過,這串復雜的代碼,竟然還可以被人為地改變;人們也從來沒有嘗試過,用改變基因的方法,來治療血友病、色盲、肌肉萎縮癥等基因疾病。但現在,這種局面正在悄然地發(fā)生改變——科學家們已經可以像用剪刀剪開小紙條一樣,通過刪除或加入一小段DNA的方式,來改變人或其他生物體的基因。這就是所謂的基因編輯。
目前為止,科學家們發(fā)現的最先進的基因編輯機制之一,叫作CRISPR。
這個CRISPR,聽起來很黑科技的樣子,但其實,這種神奇的系統(tǒng),在某些細菌的免疫系統(tǒng)中,本來就天然存在著——當細菌們遇到病毒入侵的時候,它們的體內會被注入帶有病毒的DNA。這對細菌來說是致命的。因此,一旦被入侵,細菌就會想盡辦法消滅敵人。
細菌們會像電影里的特工一樣,快速地在自己的數據庫中識別出“通緝犯”——帶有病毒的DNA,并把這個通緝犯的信息輸入到一個導航系統(tǒng)里;同時,細菌還會派出一個“殺手”——一個胖胖的蛋白質(Cas9),讓它在第一時間,帶著導航去抓“通緝犯”,并把它一刀剪斷。這樣,細菌的小命就保住了。這就是CRISPR系統(tǒng)在自然界的工作原理。
現在我們回到人類文明中。通過操縱CRISPR這把基因剪刀,科學家們不僅可以對基因進行人為的剪切或修改,而且還可以極其精準地改造任意一段基因。
比如一只黑色的小老鼠,只要對它7號染色體上的一個基因(Tyr)做一點小小的改變,原本黑色的小老鼠就會長出白色的毛來;通過改變一種蚊子的基因,科學家們可以有效抑制瘧疾的傳播;此外,還可以對植物的基因進行改變,從而改良植物品種,提高產量。
2015年,一位叫亓磊的華人科學家還發(fā)現,CRISPR系統(tǒng)里那個胖胖的蛋白質,除了可以做“剪刀殺手”之外,竟然還能做“快遞小哥”——這個蛋白質,會按照人的指令,去給特定目標傳遞信息,比如“打開A基因”“關閉B基因”“癌細胞去死”等等。這么一來,這個蛋白質,就變成了給人類跑腿兒的使者,人類甚至都可以直接和癌癥對上話了。
基因編輯技術,正在以超乎科學家們想象的速度向前發(fā)展。也許就在不遠的將來,基因編輯技術真的會像程序員寫代碼一樣,徹底破解人體的奧秘。