CRISPR想要養(yǎng)活全世界

CRISPR技術發(fā)展了十年。對于一個科學領域來說，十年很短，只能算是起步階段，但我們已然領略基因編輯的深遠意義和無限潛力。這套號稱“基因魔剪”的工具改編自細菌免疫系統，幫助科學家切割和編輯任意活細胞內的遺傳密碼，以進行高度針對性的改變和修復。CRISPR療法幫助了少數遺傳病患者，這證明它擁有改變7 000種已知病因遺傳病的患者生活的潛力。從糖尿病等慢性病到傳染病，針對各種疾病的CRISPR療法試驗都正在進行中。

2023年，更多領域都將因CRISPR解決方案獲益。例如，在最初的臨床試驗結果公布后，第一批使用CRISPR的農業(yè)應用最近進入了市場：美國食品藥品管理局（FDA）批準的對?；虻木庉嫞匦聞?chuàng)造了一種偶見于自然界、擁有光滑皮毛的奶牛，魔剪所造的皮毛同時使得奶牛可耐受不斷升高的氣溫；一種經過CRISPR編輯的番茄已獲批在日本銷售，其營養(yǎng)品質較編輯前更高。此外，CRISPR正被實驗性地用于提高作物產量、減少農藥和水的使用、防止病蟲害……

CRISPR創(chuàng)新的下一個領域將是氣候變化——有著決定性意義的時代斗爭。2023年，科學界要大膽啟用CRISPR以應對氣候變化。

首先，新的探索工作旨在減少農業(yè)的碳排放。農業(yè)生產造成的溫室氣體排放約占總量的1/4，主要來自土壤（例如稻田）或家禽家畜內臟里的微生物。新工作的重點是如何使用CRISPR編輯這些微生物，或改變微生物群落的組成，從而減少甚至消除溫室氣體排放。

其次，我們正在尋找方法，嘗試提高植物和微生物捕獲二氧化碳并將其儲存于土壤內的固有能力。植物光合作用時“吸入”二氧化碳并利用它產生能量，但被吸入的碳通常又會很快循環(huán)回大氣中?？茖W家希望提高植物和土壤微生物的固碳水平，使其不僅能捕獲碳，更能將碳長期儲存于土壤。自現代農業(yè)出現以來，大量土壤碳流失，基于CRISPR的固碳升級有望一定程度彌補這方面的不足。

第三，我們正在開發(fā)新方法以求最大限度減少農民的“投入”。這些投入包括具備很高碳排成本的肥料和殺蟲劑，以及其他環(huán)境健康成本。這方面的CRISPR研究旨在編輯水稻等主要農作物，使它們能在消耗更少肥料的情況下健康生長?；蚓庉嬁墒怪参飳ΤＲ姴≡w和害蟲更具抗性，這樣農民對高碳排化學品的需求就減少了。

最后，我們需要找到一些方法來幫助農業(yè)應對已經發(fā)生或不可避免的氣候變化。新的工作正借助CRISPR設計“極品”植物——能利用更少的水產出更多食物和其他材料，同時能耐受極端溫度。

對于CRISPR的關注大多集中于醫(yī)學應用。這是有充分理由的：結果令人鼓舞，個人故事令人振奮，許多長期被忽視的遺傳病患者因此有了希望。到2023年，隨著CRISPR進入農業(yè)和氣候領域，我們將有機會全面地、根本性地改善人類健康，讓這個世界變得更好。

——劉迪一譯自Wired

詹妮弗 · 杜德納（Jennifer Anne Doudna） 諾貝爾化學獎得主，美國加州大學伯克利分校化學及生物學教授