基因編輯

翟繼鵬

在遠古，生命還未登上陸地之時，細菌、古菌等單細胞原核生物就已經和病毒展開了一場曠日持久的軍備競賽。

病毒的繁殖策略，是把自己的基因釋放到原核生物體內，鳩占鵲巢，利用原核病毒內的生產機器幫自己無限復制，最終涌出這座城池，使它破裂而亡。這種方式一直非常奏效，因為在毫無準備的偷襲之前，原核生物就像一個睜眼瞎。直到某一天，一個原核生物遭受病毒的侵染卻逃過一劫。

作為戰利品，它把病毒的一小段基因序列整合成一段有規律間隔的成簇短回文重復序列（ClusteredRegularly Interspaced Short Palindromic Repeats，CRISPR），變為自己遺傳信息的一部分。

病毒再次潛入細菌，悄悄釋放自己的基因，這回卻看見一個大塊頭衛兵牽著一條小獵犬到來。病毒發現獵犬和自己長得很像，但它不知道那并不是它失散多年的兄弟，而是以CRISPR 為模板制造的替身—— 一段向導RNA。小獵犬遇到病毒的序列就上去聞聞嗅嗅，和自己的樣子進行比對：嗯，一模一樣！于是那個大塊頭衛兵——Cas9蛋白奮力一撕，入侵者的基因鏈頓時支離破碎……

細菌從此獲得了一個賴以生存的免疫武器。

時間不知過了多少億年，人類科學家發現了這個納米級別的小武器。此時我們早已經知道人類生長的藍圖也是一段基因序列組成的“天書”，并且像孫悟空修改生死簿那樣，很想把這本天書按自己的想法進行“編輯”。CRISPR/Cas9的機制，就給了孫悟空這樣一支修改生死簿的妙筆。如果我們人工設計一段向導RNA 來給Cas9蛋白引路，那后者豈不是可以指哪打哪，激活、關閉、修復或者移除“天書”中的任意一段文字，讓一些疑難疾病變得可以治愈、被深深鎖在基因組里的功能也可以重見天日？

科學家用了30年的時間讓這個武器為自己所用。最早發現CRISPR有潛力成為基因編輯工具潛力的兩位女科學家Emmanuelle Charpentie和Jennifer A.Doudna因此獲得了2020年度的諾貝爾化學獎，而華人科學家張鋒最早把它開發成一個成熟的基因編輯工具，并應用于哺乳動物和人類細胞中。

如今，人類胚胎基因編輯和人類成體基因組編輯正在嚴格的監管機制下進行技術研發，而動植物、真菌、細菌等物種的基因編輯技術，已經開始讓我們獲得全新的藥物、農產品和化工產品。