最极客最具极客精神的新媒体4月10日,比尔·盖茨在美国《外交事务》网站发表了一篇题为“Gene Editing for Good”的文章,主要内容是说明CRISPR基因编辑技术的应用。到底是怎样的技术,会令比尔·盖茨青睐?这种技术有何优势,如何作用于现实之中,未来又会如何发展,是值得深思的问题。
实际上,CRISPR是“Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats”的首字母缩写,它是一系列重复的DNA序列,而细菌利用这类基因序列将病毒记录下来,并将病毒的DNA整合进自己的细菌基因组中,而这种病毒DNA最终就成为了CRISPR序列中的“spacers “,该防御系统能够在同种病毒再次发起攻击之时给予保护与免疫。
那么这个技术有什么实际的用处呢?我们可以设想一下,未来要做父母的人可以”私人定制“孩子的全部特质。人们可以根据自己的喜好定制宠物的体积大小或是植物的寿命。CRISPR可以针对人类的疾病创造出新型药物,可以帮助农作物抗病,可以创造出新物种,甚至有”起死回生“之神奇功效。
在未来,CRISPR将对医学界起到重大的作用。当前若是研究药物,需要花费很长时间,而且要确保药物的安全性,并对药物的副作用有预防机制。此外,严格的监管政策往往导致药物的研发进程长达数十年。
而CRISPR能够迅速识别潜藏的目标基因,实现高效的临床前的实验。为药物研究机构提供了一种更快、更实惠的研究大批量基因的方式,能够迅速便捷地查看受特定疾病影响的基因,从而更精确有效地研发出相对应的治疗药物。
在粮食与农产品的制造方面,CRISPR同样能够起到重要的作用。早在20世纪代,酸奶公司Danisco就开始使用早期CRISPR对抗酸奶中的嗜热链球菌,但技术并不成熟。随着时间的推移与气候变化的影响,越来越多的粮食和农产品需要被保护以免受细菌侵害。
例如种植区域变得愈发干燥,可可的种植逐渐成为难题,而环境的变化会进一步加剧病原体对可可的损害。为解决这个问题,加州大学伯克利分校的创新基因组学研究所应用CRISPR来制造抗病可可,而巧克力供应商MARS Inc.也在支持这项研究。
此外,基因编辑技术还能够缓解马铃薯与西红柿等作物的短缺现象。,被CRISPR改造的白色蘑菇成为首个通过美国农业部批准的CRISPR编辑的有机体。去年10月,农业公司DuPont Pioneer与Broad研究所合作,利用CRISPR进行相关的农业研究。同月,中科院的科学家使用CRISPR对猪肉进行遗传工程改造,使猪体脂肪减少了24%。
种种迹象表明,利用CRISPR的新型农作物将更快进入市场。而食物应用基因编辑之后,能够携带更多的营养物质,并且延长其保质期,这种技术于食物与农作物而言是一个值得关注的领域。
从生物与工业领域来看,CRISPR能够对化学产品进行改造与创新。利用CRISPR,人类能够改变微生物以增加其多样性,从而创造出新的生物材料,并制造效率更高的生物燃料。不论是香水中的活性化学物质还是工业洗洁精中的活性化学物质,CRISPR都能对其高效创新产生巨大的影响。
尽管基因编辑技术能够被广泛应用,但其非预期的效应和所有未知变量都是该技术的缺点,而关于伦理与道德的争议也因CRISPR被应用于人体实验方面而出现。在使用CRISPR进行人体治疗时,安全性是否能够得到保障是大问题。与所有的新技术一样,研究人员不能够确定CRISPR的整个影响范围,这很可能引起被实验体的不良反应。
至于基因编辑的监管,一部分的挑战来源于不同国家的规则与实践的差距,而协调一致的政策环境才会产生更高的效率,才能提升技术的整体水平。关于这一点,科学家联盟或是国际组织可以帮助建立全球标准。毕竟面临着一个对人类有利的技术,全人类都有责任担负起推进的责任。
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