基因编辑如何改变地球生命
  • 来源:科普时报
  • 作者:李大光
  • 2021-05-07 09:39

视觉中国供图

2021年4月23日是第26个世界读书日,国家图书馆第十六届文津图书奖揭晓。由新晋诺贝尔化学奖得主珍妮弗·杜德娜和她的同事塞缪尔·斯滕伯格合著的《破天机:基因编辑的惊人力量》入选获奖书籍。这本书的直译应该是《创造中的裂缝:基因编辑与控制进化的难以想象的力量》,讲述了基因编辑技术的科学发展历程,展望了未来的发展趋势,并梳理了相关社会与伦理议题。一经出版就引发轰动效应。

要读懂这本书,首先要知道频繁出现的术语“CRISPR”的意思。CRISPR是“簇状规则间隔短回文重复”的缩写。珍妮弗·杜德娜发现了基因编辑技术中最犀利的工具之一:CRISPR / Cas9基因剪刀。通过该工具,研究人员可以非常高精度地改变动物、植物和微生物的DNA。该技术被认为在生物技术和医学领域具有重要意义,因为它允许在体内以极高的精度、廉价和方便的方式编辑基因组。这使得它不仅能用于新药、农产品和转基因生物的创造,或作为控制病原体和害虫的手段,并且可以为新的遗传病以及癌症的治疗作出贡献。

目前,科学家正在研究使用CRISPR来应对疾病的威胁。由于CRISPR可以开启或关闭基因,还可以让它们以不同的方式工作,所以对那些因生来就带有基因错误而患上罕见疾病的人,或者是晚年基因发生的变化而有患癌症风险的人,研究人员希望能够将这些缺陷加载到CRISPR中,切除DNA缺陷并修复它,来保护你的健康

由于癌症都与基因问题有关,所以CRISPR有希望治愈癌症。到目前为止,大部分研究都集中在免疫疗法上,即利用身体的免疫系统来对抗癌症。一些科学家已经使用CRISPR来增强免疫系统的T细胞。在实验室测试中,CRISPR研究人员编辑了T细胞,使它们能够识别癌细胞,然后杀死癌细胞。还有一些科学家希望利用CRISPR减缓癌症扩散的速度,已经有生物学家使用CRISPR改变癌细胞的基因,通过这样做,控制癌细胞的发展。科学家表示,目前用CRISPR针对癌症的第一阶段的表明它是安全的。但是,这只是小范围的研究,从实验室测试到安全有效的治疗,还有很长的路要走。目前在美国有四项试验正在进行中:癌症、淋巴瘤、镰状细胞病和遗传性失明。科学家们还在研究CRISPR在多种情况下的作用,包括高胆固醇、艾滋病毒和亨廷顿氏病。

DNA是一种影响从眼睛颜色到心脏病发作几率等一切事物的基因编码。当谈到改变DNA时,就会提出一些问题,最让人担忧的是调整DNA产生的伦理问题。例如,编辑精子或卵子,也称为“生殖细胞系”的DNA会产生变化,并传递给下一代,这种在人类生殖细胞系基因改造中的应用是有高度争议的。目前已经有了一些严格的限制,包括美国在内的40多个国家禁止此类研究,我国也在今年初制定了相应的法律规定。

CRISPR是迄今已知最便宜、最简单、最有效的操纵DNA的方法,使用CRISPR有可能会使患有遗传性疾病的人获得新生。但CRISPR并不完美,它可能会无意中编辑出不是目标但非常相似的DNA,导致遗传基因的变异,而产生无法想象的其他疾病,这使得科学家处于两难之中。因为即使是最微小的DNA变化,也可能产生无数不可预见的后果,更不用说为了创造“更好”的人类而故意变异胚胎所产生的伦理和社会影响了,因此研究人员需要非常谨慎。

2015年,珍妮弗·杜德娜呼吁在全球范围内暂停使用CRISPR在人类胚胎中进行遗传改变。作者的担忧将给学术界、伦理学界、社会学界、生态学家、法律界和社会公众带来思考。这大概是这本书的价值所在。

(作者系中国科学院大学教授、国际科学素养促进中心研究员) 


编辑:张爱华
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