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解开神基因编辑(CRISPR)的神秘面纱

 

来源:囧知

最近这两年,在诺贝尔奖的角逐中,基因编辑技术一直都是一个夺奖大热门。

今天咱们就来介绍,这个对人类社会有革命性意义的技术,到底是什么。

 

 

要了解基因编辑,首先你得知道的是:

基因:

我们的身体,就像是一个由很多细胞组成的王国;而在每一个细胞里,又有很多携带着遗传信息的小纸条,它们就是DNA。

在这个DNA上,有一些叫做基因的片段。它们决定了你有棕色的眼睛,黑色的头发,黄色的皮肤,也规定了你身上的每一种细胞负责干什么。

可以说,基因,就像是人体的代码。有了这组漂亮的代码,我们人体这个复杂的程序,才能跑得起来。

在20世纪70年代以前,人们从来没有想过,这串复杂的源代码,也就是基因,竟然还可以被人为地改变;

人们也从来没有尝试过,用改变基因的方法,来治疗血友病、色盲、肌肉萎缩症等基因病。

但现在,这种局面正在悄然地发生改变——

科学家们已经可以像用剪刀剪开小纸条一样,通过删除一小段DNA,或加入一小段DNA等方式,来改变人或其他生物体的基因。这就是所谓的基因编辑。

目前为止,科学家们发现的最先进的基因编辑机制之一,叫做CRISPR。

这个CRISPR,听起来很黑科技的样子,但其实,这种神奇的系统,在某些细菌的免疫系统中,本来就天然存在着——

当细菌们遇到病毒入侵的时候,它们的体内会被注入病毒的DNA。这对细菌来说是致命的。因此,一旦被入侵,细菌就会想尽办法消灭敌人。

它们像电影里的特工一样,快速地在自己的数据库中识别出通缉犯——也就是病毒的DNA,并把这个通缉犯的信息输入到一个导航系统里;

同时,细菌还会派出一位杀手:一个胖胖的蛋白质(Cas9),让它在第一时间,带着导航去抓通缉犯,并把通缉犯,也就是病毒的DNA,无情地一刀剪断。

这样,细菌的小命就保住了。这就是CRISPR系统在自然界的工作原理。

现在我们回到人类文明中。通过操纵CRISPR这把基因剪刀,科学家们,不仅可以对基因进行人为的剪切或修改;而且还可以极其精准地改造任意一段基因。

比如这种小老鼠,只要对它7号染色体上的一个基因(Tyr)做一点小小的改变,本来应该是黑色的小老鼠,就会长出白色的毛来;

通过改造一种蚊子的基因,科学家们可以有效抑制疟疾的传播;此外,还可以对植物的基因进行改造,改良品种,提高产量。

怎么样,听起来是不是特别厉害?别急,这还不算最厉害的。

2015年,一位叫亓磊的华人科学家发现,CRISPR系统里那个胖胖的蛋白质,除了可以做剪刀杀手之外,竟然还能做快递小哥——

刚才我们已经说过,这个蛋白质,会随身带着导航,去把通缉犯给一刀剪断。

但如果科学家命令它不能杀死通缉犯,而只是按照人的指令,去给特定目标传递信息呢?比如“打开A基因”、“关闭B基因”、“癌细胞去死”等等。

那么现在,这个蛋白质,实际上就变成了给人类跑腿儿的使者。这么一来,人类甚至都可以直接和癌症对上话了。

就像亓磊所说的,基因编辑技术,正在以超乎科学家们想象的速度向前发展。也许就在不远的将来,基因编辑技术真的会像程序员写代码一样,彻底破解人体的奥秘。

哦对了,我们说的这位科学家亓磊,将会于11月6日到北京参加2016 WE大会,大家就可以在这里看到直播啦(可以预约直播当天短信提醒服务):

PC端:http://daxue.qq.com/content/content/id/2909

移动端:http://daxue.qq.com/content/m_content/id/2909

如果你也像我们一样,对基因编辑的未来充满期待,那么就赶快把这个神奇的技术分享给你的家人朋友吧~

 

(视频末尾可以看到关于更多细节的注释哦~)