作者/张树庸
2020年10月7日，诺贝尔化学奖颁布。在CRISPR基因编辑领域有着突出贡献的Emmanuelle Charpentier教授和Jennifer Doudna教授摘得桂冠。
2020年诺贝尔化学奖得主Emmanuelle Charpentier教授和Jennifer Doudna教授 （图片来源/诺贝尔奖官网）
科学家指出，人们患病多和基因有关，患了癌症也多是因某一基因突变了。 如果有一种技术能剪掉突变的基因 ，再植入健康的基因是否就能治愈癌症？
别怀疑，目前这项技术已经出现，它就是"基因剪刀”。中科院的研究者用它治愈了小白鼠的白内障遗传病；美国卡迈勒·哈利利教授及其同事用它已成功将人体细胞中潜在的艾滋病病毒消除.. ..基因编辑的魔术开始了！
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part.1
基因剪刀”诞生”
什么是基因剪刀呢？研究发现，细菌有一种能力极强的免疫系统：当外来的病毒(噬菌体)感染细菌时，细菌就利用身体里的一种酶(Cas9)来切断外来病毒(噬菌体)的基因。这样，外来的病毒(噬菌体)不能在细菌身体里复制了(繁殖了)，就相当于把病毒(噬菌体)间接杀死了，这样细菌就不会得病了。
根据这种现象，华人科学家张锋将CRISPR/Cas9的技术进行了发展和应用，并申请了美国专利，这种技术也叫基因编辑技术，能对基因进行剪切，形成了一套基因编辑系统，或许将来人们治病可以选择“基因手术”。我们知道，人生病大多是由于基因的关系。例如人患癌症，大多是由于基因突变。如果用CRISPR/Cas9技术将机体里发生突变的基因剪切掉，植入健康的基因，人的癌症就会从根本上治愈。
part.2
涌动的“科研潮”
CRISPR/Cas9技术研究成功以后，世界各国几千个有关实验室都纷纷利用CRISPR/Cas9技术广泛地开展着方方面面的研究,掀起了一股基因编辑研究热潮。
例如，中国科学院昆明动物研究所的研究人员,利用基因编辑技术对两个品种的猴子进行基因改造(学术用语叫基因修饰)。经过基因修饰的猴子繁殖的后代获得了两个基因靶向修饰的小猴子。这一研究工作引起了国外同行专家的特别关注，研究论文发表在美国《细胞》杂志。
T细胞(浅蓝色)攻击真菌(浅绿色)
中国科学院遗传发育所的研究人员用该技术对水稻和小麦基因进行修饰改造，从事育种研究，获得成功。这一研究工作首次证实了CRISPR/Cas9技术能够用于植物的基因编辑。研究论文刊登在美国《自然生物技术》杂志上。
中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所的科研人员，用基因编辑技术治愈小白鼠的白内障遗传病。这一研究成果为疾病治疗开辟了新径。研究论文发表在美国《细胞·干细胞》杂志上。
part.3
治疗艾滋病的"曙光”
美国坦普尔大学神经科学研究院主任卡迈勒·哈利利教授和他的同事利用基因编辑技术首次成功地从人类细胞中彻底清除了潜在的艾滋病病毒(HIV-1病毒)。该项研究成果发表在美国《国家科学院院刊》上。研究人员认为，这是朝着永久治愈艾滋病的方向迈出的重要一步。专家表示：“这是一项令人兴奋的发现，不过现在还没有准备进行临床试验，它只是证明了我们正朝着正确的方向前进。”
哈利利教授说因为艾滋病病毒(HIV-1病毒)永远不会从人体的免疫系统消灭，只有用基因编辑技术彻底剪切病毒基因才能根治艾滋病。
part.4
修饰人体免疫细胞
美国加州大学旧金山分校的研究人员，已成功利用CRISPR/Cas9技术修饰了人体T细胞。T细胞是免疫细胞，改造能使其升级更具*伤杀**力。如艾滋病病毒感染人体时就是利用其表面的CXCR4蛋白来感染T细胞，使其丧失了*伤杀**力。修饰T细胞使其表面的CXCR4蛋白失去活性后，艾滋病病毒就不能感染T细胞了。
免疫T细胞
在癌症免疫疗法中，此基因编辑技术能成功关闭PD- 1蛋白分子，进而诱导T细胞攻击肿瘤。该技术修饰改造T细胞，对治疗人体自身免疫疾病、癌症、艾滋病等都是一个新的思路 。科学家非常看好此技术 , T细胞在血液中循环，能到达很多病灶，也方便从患者体内采集，经编辑后再回输到患者体内，能更有针对性地治疗(此成果见美国《国家科学院院刊》2015年7月刊)。
知识链接：
这种CRISPR/Cas9基因剪刀技术是种简便、价廉、多功能、高效率的新技术，它也因此被誉为“基因组编辑的魔术手术刀”。
CRISPR/Cas9基因编辑化脓性链球菌(蓝色)
CRISPR是英文Clustered Regularly
Interspaced short palindromic Repeate的缩写，译意为“短回文重复序列”，是细菌体内一种对抗病毒(噬菌体)外来DNA (基因)的防御系统。
基因靶向（英语：gene targeting，又称为基因打靶）是一种利用同源重组方法改变生物体某一内源基因的遗传学技术。这一技术可以用于删除某一基因、去除外显子或导入点突变，从而可以对此基因的功能进行研究。
审稿专家 | 牟丽莎
【深圳大学第一附属医院（深圳市第二人民医院）
转化医学研究院研究员】
文中提到的部分文献：
1.Generation of Gene-Modified Cynomolgus Monkey via Cas9/RNA-Mediated Gene Targeting in One-Cell Embryos
2.Genome editing in rice and wheat using the CRISPR/Cas system
3.Correction of a Genetic Disease in Mouse via Use of CRISPR-Cas9
4.RNA-directed gene editing specifically eradicates latent and prevents new HIV-1 infection
本文来自《知识就是力量》杂志