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基因故事系列動畫⑩基因編輯:人類戰(zhàn)勝頑疾的終極武器?

2020-10-08 10:04:53 來源:光明網(wǎng)

編者按:2020年諾貝爾化學(xué)獎10月7日揭曉,法國生物化學(xué)家?,敿~埃勒·沙爾龐捷(Emmanuelle Charpentier)、美國生物學(xué)家珍妮弗·道德納(Jennifer Doudna)因?qū)π乱淮蚓庉嫾夹g(shù)CRISPR/Cas9的貢獻(xiàn),摘得該獎項。什么是基因編輯?它又將為人類疾病治愈、動植物研究等帶來哪些巨大影響?

2015年6月,英國倫敦一名患白血病的1歲大女嬰的生命進(jìn)入最后幾個月的倒計時。面對傳統(tǒng)療法已經(jīng)失效的情況,醫(yī)生們嘗試將基因編輯過的血液細(xì)胞注入她體內(nèi),沒想到竟然成功消滅了癌魔,創(chuàng)造了世界首例嬰兒白血病的治療奇跡。這次突破令人對基因編輯這一快速發(fā)展的新興領(lǐng)域更加充滿期待。

基因編輯,簡而言之,就是對特定DNA片段進(jìn)行人為的修飾。目前最流行的就是CRISPR/Cas9技術(shù),它可以讓基因編輯的過程如同我們在電腦上剪切、復(fù)制、粘貼資料一樣簡單。

從微生物、植物到包括人類在內(nèi)的動物,DNA蘊(yùn)含在每個生物體的細(xì)胞中,它們猶如一本使用手冊,精準(zhǔn)地調(diào)控著生物體的每一個生命特征和活動。比如,基因決定了人眼睛的顏色,并對身高產(chǎn)生一定影響。

通過基因編輯技術(shù)對DNA進(jìn)行微觀改變,將會給我們的生活帶來重大變化。如可以得到我們想要的動植物表現(xiàn),像農(nóng)作物產(chǎn)量更高,家畜瘦肉率更高,蔬果保質(zhì)期更長、口感更好等等,從而實現(xiàn)對動植物的性狀改良,培育人類需要的優(yōu)良品種;也可以構(gòu)建一些具有遺傳性疾病的動物模型,研究基因和疾病之間的關(guān)系;在復(fù)活滅絕物種方面,通過相關(guān)DNA復(fù)活的滅絕物種,將有助于生物學(xué)家的研究;而最受關(guān)注的應(yīng)該是利用基因編輯進(jìn)行基因治療和藥物研發(fā)。

比如,在艾滋病感染過程中,HIV病毒以CD4+T細(xì)胞為目標(biāo)發(fā)動猛烈攻擊。CD4+T細(xì)胞是人類免疫系統(tǒng)重要的“守軍”,一旦被病毒干掉,人體就會喪失免疫功能。不過,病毒必須首先找到細(xì)胞表面叫作CCR5或CXCR4的受體,才能夠?qū)D4+T細(xì)胞發(fā)動進(jìn)攻。如果通過基因編輯敲除這兩個受體,病毒無法找到進(jìn)攻的“入口”,也就難以發(fā)動攻擊了。

但類似CRISPR/Cas9等技術(shù)在基因編輯過程中也有可能出錯,敲掉其他關(guān)鍵基因。這有可能引發(fā)基因突變,產(chǎn)生新的疾病隱患。而且,該步驟無法“撤銷”,基因一旦被敲除就不能恢復(fù)。

對基因編輯來說,改變DNA的能力也帶來了許多擔(dān)憂和社會倫理問題,比如“基因編輯嬰兒”。所以,當(dāng)下最重要的還是保障安全性,并得到大眾認(rèn)可,如此才能對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生推動作用。

聯(lián)合出品:中國農(nóng)學(xué)會 光明網(wǎng)

科學(xué)顧問:金蕪軍

策  劃:馮桂真 廖丹鳳 張 楠 王長海

統(tǒng)  籌:戰(zhàn) 釗 宋雅娟 趙清建

腳  本:馮桂真 王長?!⌒ご悍?/font>

后期制作:萬 璽 劉 明 肖春芳

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[ 責(zé)編:趙宇豪]

標(biāo)簽: 基因編輯 諾獎