基因可以编辑了，人类是否能像计算机编程一样，定制人体？

我们能删除易患癌症的基因吗？

我们能定制自己的身高、容貌、智商吗？

我们能编辑基因长生不老吗？

杜德纳获得2020年诺贝尔奖——她和她的法国合作伙伴艾曼纽·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)因在2020年“开发了一种基因组编辑方法”即CRISPR而获得这一荣誉。

CRISPR到底是什么？

1987年，日本科学家在DNA中发现了相似的簇：簇状规则间隔的短回重复序列-命名为：CRISPR。

在2012年之前，已经有一些方法可以编辑一些动植物的基因组，但它花费了数年时间，花费数十万美元。CRISPR技术使基因编辑变得便宜和容易。

CRISPR的本质很简单：这是一种在细胞内发现特定DNA片段的方法。

之后，CRISPR基因编辑的下一步通常是改变那条DNA。

然而，CRISPR也已经适应了做其他事情，例如：在不改变基因序列的情况下打开或关闭基因。

在流行的用法中，“ CRISPR”（发音为“ crisper”）是“ CRISPR-Cas9”的简写。

CRISPR是DNA的特殊延伸。Cas9蛋白（或称为“ CRISPR相关”）是一种酶，其作用类似于一对分子剪​刀，能够切割DNA链。

CRISPR-Cas9

那么为什么我们称它为CRISPR？

细菌使用Cas蛋白破坏病毒DNA。他们在自己的基因组中添加了一些病毒DNA来引导Cas蛋白，而这些DNA的奇特模式正是CRISPR的名字：簇状规则间隔的短回文重复序列。

簇状规则间隔的短回文重复序列

CRISPR的关键是细菌中发现了多种“ Cas”蛋白，它们可以帮助抵御病毒。

Cas9蛋白是科学家使用最广泛的蛋白。只需给它一段RNA指导其搜索，就可以很容易地对该蛋白进行编程，以发现并与几乎任何所需的靶序列结合。

当CRISPR Cas9蛋白与一段引导RNA一起添加到细胞中时，Cas9蛋白与引导RNA结合在一起，然后沿着DNA链移动，直到发现并与20个DNA字母长的序列结合与指导RNA序列的一部分匹配。鉴于我们每个细胞中包装的DNA含有60亿个字母，并且长度超过2米，因此CRISPR技术给人留下了深刻的印象 。

标准的Cas9蛋白可在靶标处切割DNA。修复切口后，会引入通常会使基因失效的突变。

CRISPR还可以用于进行精确的改变， 例如替换有缺陷的基因。

已经创建了定制的Cas蛋白，它们不会切割DNA或以任何方式改变它， 而只是打开或关闭基因：分别是CRISPRa和CRISPRi。还有一些被称为基础编辑的人将DNA代码的一个字母更改为另一个。

那么我们可以使用CRISPR做什么呢？

1）编辑农作物以使其更具营养：

CRISPR技术也已应用于食品和农业行业，以设计益生菌培养物并为工业培养物（例如酸奶）接种病毒。它也被用于农作物，以提高产量，耐旱性和营养特性。

使用CRISPR来剪断花生中的过敏原，CRISPR可以创造出无角的奶牛。

2）阻止遗传病的新工具：

科学家现在正在使用CRISPR / Cas9编辑人类基因组，并试图消除遗传性疾病，CRISPR可以将HIV感染从T细胞中剔除。

3）强大的新型抗生素和抗病毒药：

研究人员正在研究针对HIV和疱疹等病毒的CRISPR系统。

4）可以改变整个物种的基因驱动器：

创建基因驱动器，增加了特定性状从父母传给后代的机会。基因驱动还可以用于消除入侵物种并逆转对农药和除草剂的抗性。

CRISPR不仅可以用于修饰单个生物，而且可以用于修饰整个物种。通常，只要果蝇这样的有机体交配，就会有50-50的机会将任何给定的基因传给其后代。但是使用CRISPR，科学家可以改变这些可能性，从而使特定基因几乎有100％的机会被传递。使用这种基因驱动器，科学家们可以确保改变后的基因可以在短时间内在整个人群中传播：

果蝇的有机体交配

5）创造“设计师婴儿”：

可以使用它来编辑人类基因组，从而消除疾病，或者选择运动能力或卓越的智力；在怀孕的胚胎中引入针对艾滋病毒的保护措施。CRISPR技术还具有改变医学的潜力，使我们不仅可以治疗，而且可以预防许多疾病。

我们甚至可以决定用它来改变基因组的孩子们。虽然在中国，这样做的尝试被谴责为过早和不道德的行为，但有人认为这可能会在将来使儿童受益。

CRISPR的缺点

尽管CRISPR相对简单而且功能强大，但它并不是完美的。

CRISPR的最大局限性在于它的效率不是百分百。而且，基因组编辑效率可以变化，还存在“脱靶效应”现象，其中DNA在非预期靶位处被切割。这可能会导致意外突变的引入。此外，即使系统达到了目标，也有可能无法获得精确的编辑。

我们是否应该做出未经严格论证，而从根本上影响子孙后代的改变？如果将种基因编辑工具的使用从治疗工具转变为针对各种人类特征的增强工具，该怎么办？

基因编辑的方法可能会不慎消灭并重新排列大范围的DNA，从而可能危害人体健康。CRISPR编辑的细胞可能会无意中引发癌症。这就是为什么许多科学家认为在人体中进行实验还为时过早的原因：CRISPR修饰的风险和不确定性很高。

在这方面，2018年带来了一些令人震惊的消息：11月，中国的一位科学家何建奎报道说，他用CRISPR编辑的基因创造了世界上第一个人类婴儿：一对对HIV有抗性的双胞胎女孩。

CRISPR的未来

虽然人类暂时还不能像计算机编程一样，定制人体组织、长生不老。

但美国、英国，瑞典和中国的科学家一样，正在全力向前推进自己的基因编辑实验。各国的富商们也对基因编辑产生了浓厚的兴趣。

或许某一天人们发现基因编辑如果打开一个潘多拉魔盒，真切地改变了人类的文明。

您觉得基因编辑会怎样改变你我的生活？

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