CRISPR基因編輯技術改寫生命

黃增強

近年來，生物科學家發現了CRISPR基因編輯技術，這項技術曾兩度入選《科學》雜志年度十大科學突破榜單。什么是基因編輯技術？它是指對基因組進行定點修飾的一項新技術。利用該技術，能精確地定位到基因組的某一位點上，科學家可以在這位點上剪斷靶標DNA片段，并插入新的基因片段。

那么，CRISPR基因編輯技術何以會兩度入選《科學》雜志年度十大科學突破榜單呢？它究竟有什么用處？

1.挽救瀕危滅絕物種

大約4000年前，由于人類的大肆捕殺，渾身長滿長毛的猛犸象滅絕了。2008年，美國哈佛大學的喬治·丘奇教授立下了一個雄心勃勃的計劃，他要利用CRISPR基因編輯技術，將目前瀕危的印度象改造成猛犸象，讓這種大象能在西伯利亞的自然保護區中自由自在地生活。2015年3月，喬治·丘奇已經對印度象進行了基因改造，他在大象胚胎里編輯了14個基因。

編輯、分娩以及養活類似于猛犸象的大象是個巨大的挑戰，然而挽救另外一些滅絕的物種似乎容易點兒。2013年，75歲的美國著名環保人士布蘭特提議利用CRISPR基因編輯技術讓北美旅鴿復活。本來非常常見的北美旅鴿因為人們的過度捕獵，于19世紀末滅絕。美國圣塔克魯茲加州大學的教授本·諾瓦克的團隊，現在正在利用博物館里保存的標本進行DNA比對，了解北美旅鴿與現代鴿之間的差異。他們也和喬治·丘奇的團隊一樣，利用CRISPR基因編輯技術對現代鴿進行基因組改造，使其“復活”成已經滅絕了的同類。

用CRISPR基因編輯技術雖然無法對數百個與北美旅鴿基因有差異的現代鴿基因進行改造，但是至少給喬治·丘奇和本·諾瓦克等團隊提供了一種使已經滅絕的物種“復活”的可能性。

2.改良寵物品種

2015年9月，中國深圳的華大基因公司展示了一個轟動性的產品——15千克重的迷你寵物豬，這種豬的大小只有標準獵腸犬那么大。華大基因公司培育迷你豬的初衷是供科研使用，后來他們決定將迷你寵物豬當寵物來銷售，每只售價1600美元。這種迷你寵物豬之所以能當寵物來銷售，是因為可以通過CRISPR基因編輯技術讓買家定制他們喜歡的寵物毛皮顏色和圖案。

我國有養殖錦鯉的悠久傳統，一般的養殖人員只能從數百萬的魚卵中得到少數最漂亮的顏色和一定比例的“冠軍品質”錦鯉。而利用CRISPR基因編輯技術，養殖人員能夠精確地控制魚的顏色，讓魚更適合養在家中的魚缸里。華大基因公司也是利用CRISPR基因編輯技術，對錦鯉的大小、顏色和花紋等多個方面的性狀進行改造，改良后的寵物魚將會在2017年或2018年開始銷售。

3.制造“藥物”

澳大利亞分子生物學家蒂莫西·多倫的11歲的女兒對雞蛋過敏，全世界約有2%的兒童患有這種病癥。多倫的女兒與其他患雞蛋過敏癥的兒童一樣，無法接受常規疫苗接種，因為這些疫苗基本都是利用雞蛋生產出來的。因此，多倫想在雞蛋中修改過敏原，但要想修改雞蛋中的過敏原，需要精確的操控，才能調節遺傳序列，使其編碼的蛋白不會引起人的免疫反應。

為了解決這個問題，多倫把研究集中到了PGC（原始生殖細胞）上。和其他動物不同，雞的PGC在發育期間主要存在于血流中。多倫利用CRISPR基因編輯技術移除了PGC，然后通過CRISPR基因編輯技術，將其組件直接插入正在發育的雞體內。多倫的研究團隊給這種雞取了一個新名字，叫做CRISPi雞。2015年，美國和歐洲的監管機構給轉基因雞頒發了許可，這種轉基因雞產下的雞蛋里含有治療高膽固醇血癥的藥物。

目前，CRISPR基因編輯技術已經廣泛應用在基因治療、基因功能研究、動物模型制造、農作物品種改良、防治疾病和控制病原、制造更好的食物、改造害蟲基因等方面。不過作為一種新技術，它仍然存在缺陷和不足。也就是說，它仍然有改進的潛力。