CRISPR基因编辑技术改写生命

黄增强

近年来，生物科学家发现了CRISPR基因编辑技术，这项技术曾两度入选《科学》杂志年度十大科学突破榜单。什么是基因编辑技术？它是指对基因组进行定点修饰的一项新技术。利用该技术，能精确地定位到基因组的某一位点上，科学家可以在这位点上剪断靶标DNA片段，并插入新的基因片段。

那么，CRISPR基因编辑技术何以会两度入选《科学》杂志年度十大科学突破榜单呢？它究竟有什么用处？

1.挽救濒危灭绝物种

大约4000年前，由于人类的大肆捕杀，浑身长满长毛的猛犸象灭绝了。2008年，美国哈佛大学的乔治·丘奇教授立下了一个雄心勃勃的计划，他要利用CRISPR基因编辑技术，将目前濒危的印度象改造成猛犸象，让这种大象能在西伯利亚的自然保护区中自由自在地生活。2015年3月，乔治·丘奇已经对印度象进行了基因改造，他在大象胚胎里编辑了14个基因。

编辑、分娩以及养活类似于猛犸象的大象是个巨大的挑战，然而挽救另外一些灭绝的物种似乎容易点儿。2013年，75岁的美国著名环保人士布兰特提议利用CRISPR基因编辑技术让北美旅鸽复活。本来非常常见的北美旅鸽因为人们的过度捕猎，于19世纪末灭绝。美国圣塔克鲁兹加州大学的教授本·诺瓦克的团队，现在正在利用博物馆里保存的标本进行DNA比对，了解北美旅鸽与现代鸽之间的差异。他们也和乔治·丘奇的团队一样，利用CRISPR基因编辑技术对现代鸽进行基因组改造，使其“复活”成已经灭绝了的同类。

用CRISPR基因编辑技术虽然无法对数百个与北美旅鸽基因有差异的现代鸽基因进行改造，但是至少给乔治·丘奇和本·诺瓦克等团队提供了一种使已经灭绝的物种“复活”的可能性。

2.改良宠物品种

2015年9月，中国深圳的华大基因公司展示了一个轰动性的产品——15千克重的迷你宠物猪，这种猪的大小只有标准猎肠犬那么大。华大基因公司培育迷你猪的初衷是供科研使用，后来他们决定将迷你宠物猪当宠物来销售，每只售价1600美元。这种迷你宠物猪之所以能当宠物来销售，是因为可以通过CRISPR基因编辑技术让买家定制他们喜欢的宠物毛皮颜色和图案。

我国有养殖锦鲤的悠久传统，一般的养殖人员只能从数百万的鱼卵中得到少数最漂亮的颜色和一定比例的“冠军品质”锦鲤。而利用CRISPR基因编辑技术，养殖人员能够精确地控制鱼的颜色，让鱼更适合养在家中的鱼缸里。华大基因公司也是利用CRISPR基因编辑技术，对锦鲤的大小、颜色和花纹等多个方面的性状进行改造，改良后的宠物鱼将会在2017年或2018年开始销售。

3.制造“药物”

澳大利亚分子生物学家蒂莫西·多伦的11岁的女儿对鸡蛋过敏，全世界约有2%的儿童患有这种病症。多伦的女儿与其他患鸡蛋过敏症的儿童一样，无法接受常规疫苗接种，因为这些疫苗基本都是利用鸡蛋生产出来的。因此，多伦想在鸡蛋中修改过敏原，但要想修改鸡蛋中的过敏原，需要精确的操控，才能调节遗传序列，使其编码的蛋白不会引起人的免疫反应。

为了解决这个问题，多伦把研究集中到了PGC（原始生殖细胞）上。和其他动物不同，鸡的PGC在发育期间主要存在于血流中。多伦利用CRISPR基因编辑技术移除了PGC，然后通过CRISPR基因编辑技术，将其组件直接插入正在发育的鸡体内。多伦的研究团队给这种鸡取了一个新名字，叫做CRISPi鸡。2015年，美国和欧洲的监管机构给转基因鸡颁发了许可，这种转基因鸡产下的鸡蛋里含有治疗高胆固醇血症的药物。

目前，CRISPR基因编辑技术已经广泛应用在基因治疗、基因功能研究、动物模型制造、农作物品种改良、防治疾病和控制病原、制造更好的食物、改造害虫基因等方面。不过作为一种新技术，它仍然存在缺陷和不足。也就是说，它仍然有改进的潜力。