《上帝的手术刀:基因编辑简史》

        本书的作者王立铭,是浙江大学生命科学研究院的教授。本书大致可以分为三部分。1.我们先要了解基因编辑到底是怎么回事;2.如果理论上完全可行,那进行基因编辑还有哪些困难;3.如果人类真的挥起了上帝的手术刀,那这个技术的未来会怎样。

        生物学家最开始预言基因编辑的应用场景,是治疗疾病。疾病是环境和基因共同作用的结果。基因编辑任务的实现分三步:定位、剪切、缝合。首先这个定位问题就很难,人类基因组里有30亿个碱基。这个碱基,你可以理解成是组成 DNA 的小单元。科学家发现了一种叫“锌指蛋白”的东西。这种蛋白因为当中含有锌元素、形成的结构很像手指而得名。在不同的锌指蛋白当中,就有不同的 DNA 识别模块,想要定位哪段 DNA 序列,我们就相对应地排出一串锌指蛋白就行了。这种精准定位的能力,是整个基因编辑的基石。科学家又将这种限制性内切酶负责切割的部分和“锌指蛋白”连在一起,导航仪和剪刀连在了一起,它被命名为“锌指核酸酶”。锌指核酸酶找到位置进行剪切后,细胞自己就能完成缝合的任务。

        锌指核酸酶之所以没在历史上大放光彩,就是因为一家名不见经传的小公司(圣加盟公司),居然默默包揽了所有跟当时核心技术有关的专利和人才,这次的垄断延缓了整个基因编辑领域的进步。

        后来又引入了神话蛋白,CRISPR/cas9,锌指蛋白识别目标的效率是1:30,神话蛋白的效率是1:102,而 CRISPR/cas9 的效率是1:1。此外,CRISPR/cas9和神话蛋白一样,是可编程的。可以人工组装,科学家就能做到让它指哪打哪。并不是一个新技术出现就一定会比一个旧技术要好,研究人员还要考虑很多的问题。比如:1.要考虑这个工具是不是成熟、是不是安全,用在人身上有没有可能有未知的不良效果。2.研究者还要考虑专利和授权的问题,哪个技术更容易获得授权。3.研究者还要考虑哪个技术如果开发了相应的应用,更容易建立自己的专业壁垒,在商业上走得更远。文中还说了人类胚胎上的基因编辑改造,这样在一个可能不会患艾滋病的小孩身上,收益太低。由于脱靶效应,它有可能会造成其他的一些影响,而这种影响是未知的。

《上帝的手术刀:基因编辑简史》_第1张图片
上帝的手术刀
HW

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