为何高中生都能操作的基因编辑，会是诺奖级的神器？

来源：造就微信公众号

作者：罗永伦 丹麦奥胡斯大学生物医学系，基因组编辑和再生医学副教授

大家下午好，我叫罗永伦，现在是丹麦奥胡斯大学医学院生物医学系的副教授，我的工作主要是利用干细胞，还有大家比较熟悉的猪，以及基因编辑这项比较热门的技术，来进行人的再生医学的研究。

基因编辑究竟是一个什么样的黑科技，它是不是这么深奥，要很高的科技才能够运用，或者它是不是很简单，我们在厨房里面也能做？

基因编辑是什么？

一是删除，有一些基因不需要的，我们把它删除掉；二是修正，有一些基因是错误的，但我们删除不了，就去修正它；三是如何准确的把一个有用的基因插到一个稳定、安全的基因组位点里。

这就是统称为基因编辑的三大类。

让人体移植器官立等可取

先说我的博士课题研究，当时我想构造一个能够模拟人乳腺癌的克隆猪模型，当时用的还是传统的基因打靶技术，花了两年。把第一头小猪做出来我还是很兴奋的，一个人在猪场睡了3天，为了陪小猪。

2013年我们利用了第二代基因编辑技术，也就是TALEN，花了一年就构造出一个糖尿病猪。这头猪现在已经配合药企在进行一些药物的检测和研发。现在我们团队跟美国哈佛医学院的George Church教授和杨璐菡博士一起合作开发未来可以用于人体器官移植的克隆猪。

这项工作我们现在当然还没有达到临床应用的要求，因为它还需要解决几个问题。

我们现在最起码已经接近把一个问题完全解决：如何把猪内源性逆转录病毒给去除掉。

猪基因组中也携带内源性逆转录的病毒，它移植人体之后，可能会把这些病毒传到人类身上去，我们可以通过基因编辑的方法，把这些内源性病毒基因给去除掉，我们现在已经获得了比较成功的模型。

除此之外，我们还将继续解决如何避免在猪的器官移到了人的身上之后，会引起的免疫排斥反应。

第三个尝试是，我们想构建不会得疾病乃至癌症的猪。我们希望在未来能够解决人体移植器官缺乏的问题，（让它立等可取）。转基因不能说有害也不能说无害但基因编辑更安全。

基因编辑的第二大类的应用跟农业相关。

可能大家都比较关心转基因，对这个概念基本是谈之色变，没有科学家喜欢表达这个事情。

我给大家举几个育种改良的例子：

一。杂交育种。

大家都比较喜欢混血儿对不对，长得又帅又漂亮，从遗传学的角度来讲，也许相当于一半中国人的基因信息，加上一半美国人的遗传信息合在了一起，这个概念跟杂交水稻是一样的，都是两个拷贝的信息，杂在一起就具有优势，就表达出比较优势的表型。

二。突变育种和太空育种。利用太空射线，随机地将基因位点突变，然后筛选其中的表型优势的种子，这跟传统的照射是一样的。

三。转基因。传统的转基因概念就是，你可以随便把另外一个基因，要么来自病毒的，细菌的或者另外一个物种的，通过载体，随机地插入到另外一个物种的基因组里。这个插入是随机的，所以我们现在既不能证明它是有害的，也不能证明它是无害的。

四。基因编辑。

这种技术可以做到无痕，无印记地修改自身基因。比如小麦有白粉病，我们可以用基因编辑技术删除3个冗余基因，来根治小麦白粉病。

大家平时吃苹果，苹果切开了之后，放了一会，肯定会黄会锈。另外一个物种蘑菇，切了以后也会变黑，这都是因为它们多了一个不应该多的ppo基因造成氧化，用基因编辑把它去掉，以后你切下来的苹果，切下来的蘑菇，它就不会氧化，因为你不需要这个基因。

从遗传的角度，这些物种可能进化慢了一些，还没有把这基因给去除，（我们帮助它自身进化了）。

因为和转基因导入外来基因的不同，所以美国农业部宣布，通过CRISPR编辑的抗氧化蘑菇，是直接获得不带有任何外源的遗传信息基因的农作物，它不需要像传统转基因食品一样地经过审批才能上市。

基因编辑可以治艾滋病、白血病可以让蚊子不孕不育以致消灭疟疾

最后一个例子关于我们的健康。这是卫计委的一个数据，我国艾滋病病人的数量有50万，我们现在还没有完全治愈艾滋病的方法，那么用基因编辑的方法可以吗？

有两个途径，一个在科研上已经证明我们可以直接用基因编辑的方法，把艾滋病病毒给去除，另外一个是间接编辑免疫细胞，让它变得能够抵抗病毒。

基因编辑还可以治疗急性淋巴白血病，这是比较成功的应用在临床上的一个例子。

这个小女孩一出生，半岁就得了白血病，当时在没有任何治疗方法情况下，利用基因编辑，把免疫细胞进行修复，这样免疫细胞，它一是可以杀癌症细胞，第二这些基因编辑过的免疫细胞不会被化疗药物所杀死，第三它不会被小孩体内的免疫系统给排斥掉。

最后跟大家聊聊比较熟悉的蚊子。

我们屠呦呦院士因为抗疟疾的青蒿素拿了诺贝尔奖，现在我们还可以通过制造不会携带疟疾、传播疟疾的蚊子来消灭疟疾。

现在科学家已经培养出有不孕不育型的蚊子，它们携带可遗传抑制疟疾的“基因”。

这些蚊子所繁殖的后代都是不孕不育的，希望通过这个方法以后就没蚊子了。但是大家可能会担心，这个不孕会不会传播到我们人类这边来？

我的思考是：任何的技术都是一把双刃剑，主要是我们怎么去掌握它，怎么去应用它，怎么去调控它，把它用在对我们好的一面，避免它用在对我们不好的一面。

农业和医疗，我们也需要一个比较好备案和记录的体系，严谨的检测和验证。

基因编辑的原理是什么？