王昆山：基因编辑如何颠覆医学和农业？| 海洋与湿地·小百科

摘要：基因编辑，这个听起来高深莫测的词汇，正在悄悄改变我们的世界。你有没有想过，有一天我们可以像编辑一篇文章那样，修改生命的“代码”？这并不是科幻小说，而是真实发生的事情。而让这一切成为可能的，就是CRISPR技术。

本文来源于“海洋与湿地”（OceanWetlands）：

文 | 王昆山

本文约1900字，阅读约5分钟

基因编辑，这个听起来高深莫测的词汇，正在悄悄改变我们的世界。你有没有想过，有一天我们可以像编辑一篇文章那样，修改生命的“代码”？这并不是科幻小说，而是真实发生的事情。而让这一切成为可能的，就是CRISPR技术。

简单来说，CRISPR（读作“克里斯珀”）是一种基因编辑工具，它能够精准地修改DNA，像一把分子剪刀一样，在特定的位置剪切基因，然后进行调整、删除或者替换。这个技术的出现，使得我们对基因的掌控能力达到了前所未有的高度。

这个故事要从细菌说起。科学家们在研究细菌如何抵御病毒攻击时，发现了一种神奇的免疫系统。当病毒侵入细菌时，细菌会从病毒的DNA里剪下一段，并把它存入自己的基因组中，就像存储一张“通缉令”一样。如果同样的病毒再度来袭，细菌就会利用这段信息，精准地识别并攻击病毒。这种机制就是CRISPR——全名叫做“成簇规律间隔短回文重复序列”（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）。这个名字确实有点拗口，但它的原理其实很直观：它是一种记忆系统，帮助细菌抵御入侵者。

图：Linda Wong 摄于国家植物园 ©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

科学家们在深入研究后发现，这个细菌的“武器”可以用来编辑基因。2012年，Jennifer Doudna和Emmanuelle Charpentier两位科学家在《科学》杂志上发表了一篇具有划时代意义的论文，首次证明CRISPR-Cas9可以被用于精确的基因编辑。她们因此在2020年获得了诺贝尔化学奖。可以说，这项技术的出现，让人类具备了前所未有的“基因修改”能力。

CRISPR技术的应用范围极广，医学、生物技术、农业……几乎所有涉及生物的领域都能找到它的身影。在医学上，它被用于治疗遗传病，比如镰状细胞贫血症和β-地中海贫血。这些病症的成因是基因里的某些“拼写错误”，CRISPR技术可以精准地修正这些错误，让病人恢复健康。此外，科学家们还在研究如何用CRISPR技术治疗癌症、艾滋病，甚至是延缓衰老。

农业领域的应用同样令人惊叹。科学家们可以利用CRISPR技术让农作物变得更耐旱、更抗病虫害、产量更高。比如，研究人员已经成功培育出了不易变褐的蘑菇，这意味着切开后不会那么快变黑，减少了食物浪费。此外，还可以让番茄变得更甜，或者让小麦更加耐寒。这不仅能让农民受益，也让普通消费者可以享受到更好的食品。

听起来CRISPR简直是无所不能的“神技”，但它真的完美无缺吗？

当然不是。风险也是存在的。被批评最多的，是它可能会产生的“脱靶效应”，也就是说，它有时候会剪错地方，误伤到不该修改的基因。这就像医生做手术时，刀子稍微偏了一点，可能会引起意想不到的后果。因此，科学家们正在不断优化CRISPR技术，以提高它的精确性。

第二点，是基因编辑引发了许多伦理争议。最著名的案例，莫过于2018年中国科学家贺建奎宣布诞生了世界上首例经过CRISPR基因编辑的婴儿，这一事件在全球引发了轩然大波。人们开始担心：如果未来可以随意编辑人类基因，是否意味着“定制婴儿”会成为现实？富人是否可以打造“超级孩子”，而普通人则无法享受到这种技术？……这些问题涉及到科学、伦理、法律等多方面的考量，至今仍没有统一的答案。

目前，不同国家对基因编辑的监管政策也不尽相同。在美国，食品药品管理局（FDA）对基因编辑疗法的审批非常严格，必须经过多轮临床试验才能被批准。而在欧洲，许多国家对人类胚胎基因编辑采取了严格限制，认为这涉及伦理问题，必须非常谨慎。而在中国，政府也加强了对基因编辑研究的监管，要求所有相关研究必须经过伦理委员会的严格审批。

图：©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

当我们谈论CRISPR的时候，我们实际上是在谈论一场即将改变世界的科技革命。它可能彻底改变医疗行业，帮助人类战胜疾病；它可能重新定义农业生产，让食物更丰富、更健康；它甚至可能在未来帮助人类探索外太空，让基因技术帮助我们适应其他星球的环境。但与此同时，我们也必须对这项技术保持理性和谨慎，确保它被用于造福人类，而不是引发新的伦理困境。

CRISPR的发展轨迹，将由科学家、政策制定者，以及每一个关心这项技术、以及安全与伦理的人们来共同塑造。至于未来，CRISPR技术的发展将走向何方？技术方面，科学家们也正在研究更精准、更安全的基因编辑方法，比如CRISPR-Cas12、CRISPR-Cas13，以及“基因优化编辑”（Prime Editing）。这些新技术可以在更少副作用的情况下完成基因修改，甚至可以做到“无创编辑”，不直接切割DNA，而是通过更温和的方式进行修改。此外，科学家们还在尝试利用CRISPR技术来应对全球性的挑战，比如对抗抗生素耐药性、修复受损的生态系统，甚至是帮助濒危物种恢复种群数量。不久的将来，也许我们每个人都会切身感受到这项技术带来的变化。当那一天到来时，希望我们已经做好了充分的准备（包括科技伦理方面的准备），迎接基因科技新时代的到来。

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文 | 王昆山

编辑 | Maggie

排版 | 绿叶

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