最近幾年,一項(xiàng)被稱為CRISPR(基因剪刀)的前沿技術(shù)備受關(guān)注,它是生物工程師眼中攻克疑難疾病的希望。簡單來說,它像一把DNA的分子手術(shù)刀,精準(zhǔn)剪切人體基因出現(xiàn)錯(cuò)誤的位置,從而治愈疾病。2015年,美國《科學(xué)》雜志已將這項(xiàng)技術(shù)評為全球科學(xué)界的“年度頭號突破”。
你是否設(shè)想過,艾滋病、癌癥可以被根治,禿頭、肥胖等“不完美”可以輕松擺脫,甚至有一天,人類真的可以返老還童?日前在京舉行的騰訊WE大會上,來自斯坦福大學(xué)的教授Lei Stanley Qi(亓磊)發(fā)表演講,向人們展示了基因編程技術(shù)的美好前景。
最近幾年,一項(xiàng)被稱為CRISPR(基因剪刀)的前沿技術(shù)備受關(guān)注,它是生物工程師眼中攻克疑難疾病的希望。簡單來說,基因剪刀技術(shù)有兩大功能,一個(gè)是GPS定位,另一個(gè)則像一把DNA的分子手術(shù)刀,精準(zhǔn)剪切人體基因的某個(gè)位置。這與計(jì)算機(jī)編程的流程相似,我們可以“插入”一個(gè)基因,“刪除”一個(gè)基因,或是“修改”一個(gè)錯(cuò)誤的基因。
如果人類實(shí)現(xiàn)上述這樣的“生命編程”,那么,很多疾病將不再讓人談虎色變。
以艾滋病為例,主要原因在于HIV病毒感染人的免疫系統(tǒng),并且長時(shí)間潛伏造成免疫系統(tǒng)的缺失。目前,治療艾滋病的主要方式是通過控制HIV傳播,延緩HIV的發(fā)作,治療成本非常昂貴,而且并不能從根本上消滅HIV.
根據(jù)麻省理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究,生命編程方式有望根治HIV,即利用基因剪刀技術(shù)將造成艾滋病的HIV病毒序列從細(xì)胞基因組里刪除掉,從而讓HIV病毒從病人體內(nèi)永久消失。有了這樣的基因利器,艾滋病的威脅將不復(fù)存在。
然而,亓磊在研究時(shí)發(fā)現(xiàn),CRISPR基因剪刀雖然強(qiáng)大,但有時(shí)也會犯錯(cuò),而一旦這種錯(cuò)誤發(fā)生在人體的生殖細(xì)胞里,還會傳給后代,形成新的遺傳病,并且很難逆轉(zhuǎn)。
于是,他們發(fā)明了一種新技術(shù)叫做CRISPRi(基因開關(guān)),去除了剪刀功能,不會對DNA造成任何損傷,但保留GPS功能,能精準(zhǔn)定位某個(gè)基因的位置,再通過改變基因表達(dá)方式來加以修復(fù)。相對柔和的基因修復(fù)模式,也能讓一些造成疾病的風(fēng)險(xiǎn)性基因從病人體內(nèi)消失,從而避免糖尿病、癌癥、乙肝、艾滋病的困擾。
愛美之心人皆有之,越來越多的現(xiàn)代人卻深受肥胖、禿頭、少白頭等遺傳缺陷的折磨。亓磊解釋,這實(shí)際上是遺傳DNA發(fā)生了錯(cuò)誤,可以通過基因修復(fù)來輕松解決。目前,生物工程師正在使用基因編程工具,為多種遺傳病尋找解決方案。
這把神奇的“鑰匙”也能打開一些對人體有益的基因。在實(shí)驗(yàn)室里,通過使用很多把這樣的“鑰匙”,同時(shí)在人體細(xì)胞里打開或關(guān)閉上百個(gè)基因,就能達(dá)到非常復(fù)雜的生命編程過程。以治療癌癥為例,可以給免疫細(xì)胞編程,讓它們精準(zhǔn)“作戰(zhàn)”,只去殺死需要?dú)⑺赖陌┘?xì)胞。
在不太遙遠(yuǎn)的未來,用生命編程的方式返老還童,也并非天方夜譚。最近,亓磊的團(tuán)隊(duì)和斯坦福醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)生通過編程干細(xì)胞的方式,讓干細(xì)胞短時(shí)間內(nèi)快速再生出高質(zhì)量的骨頭,從而解決了老年人和糖尿病患者的骨再生難題。同樣的方法也可以適用于更復(fù)雜的器官,比如讓心臟恢復(fù)功能。
引人關(guān)注的是,剛剛起步的基因編輯技術(shù)已經(jīng)引發(fā)關(guān)于“定制嬰兒”等倫理問題的擔(dān)憂。2015年年底,中美英等多國科學(xué)家和倫理學(xué)家在華盛頓舉行“人類基因編輯國際峰會”。會后聲明劃出的紅線是,禁止出于生殖目的而使用基因編輯技術(shù)改變?nèi)祟惻咛セ蛏臣?xì)胞。這意味著用“基因剪刀”幫助人類治病可以,但不能用它來制造完美的下一代。