重寫生命的「剪刀」——CRISPR/Cas9基因編輯技術

據報導，10月7日在瑞典皇家科學院公布：2020年諾貝爾化學獎授予兩名女科學家——法國的埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷和美國的珍妮弗·道德納。這兩名科學家在基因組編輯方法研究領域做出了突破性貢獻，她們的獲獎研究成果是「基因剪刀——重要生命秘密的工具」，之所以說是「重寫生命」是因為兩位獲獎人發現了基因技術裡面最犀利的工具之一——「CRISPR/Cas9基因編輯技術」。但這個獎拿的可是有些坎坷，不僅面臨著大眾對基因編輯技術的質疑，還與我國的張峰就專利歸屬和誰該拿這個諾貝爾獎起了爭議。

這項技術怎麼就可以重寫生命呢，在這個技術的基礎上，研究人員可以改變動物、植物和微生物的DNA,也就是脫氧核糖核酸，可能有希望改變一些生物的生命周期。生命周期是一個生命體的生老病死，如果真的可以做到改變生命周期這種事兒，逆轉死亡，「生白骨，活死人」豈不是離我們不遠了？秦始皇苦苦尋找的長生大法在未來或許就不是夢了。這真可以說是突破性的成就，「重寫生命」這話也不誇張，DNA又是遺傳物質的載體，生物分子是兩條相互纏繞雙鏈結構，DNA上的功能片段就是基因。因為基因編輯技術就是對DNA的鏈條進行改動，能夠斷開鏈條後改動並重新連接，形成一個新的基因鏈條，就像把一根線剪斷，和另一根線連接那樣，基因編輯技術也被形象的被叫做「基因剪刀」。

說到基因編輯很多人都會想到轉基因技術，兩者都是通過改變基因來實現消除不良影響的目的，但是大家對待這兩種技術的態度截然不同。相信大家都知道轉基因大豆、轉基因馬鈴薯這些轉基因食品，這些食品大家往往都是避之不及，根本不會多加考慮都不去選擇，也不是說轉基因技術是多麼的不好，而是某些轉基因技術帶來的後果人類可能承擔不起。轉基因技術其實是通過將本不屬於本體的一段基因加入到現有基因中，讓它產生可預期的、定向的遺傳改變。比如在新生兒基因缺失造成聽力或者視力等障礙的情況下，是可以通過轉基因技術來幫助修復，雖然說先天性的不可能完全根治，但也可以減少新生兒對世界認知的障礙。

轉基因技術被人們所排斥的原因是轉移後的基因片段可能會發生不可預知的變數，英國有研究表明，食用了轉基因食物的動物多數都出現了疾病，比如肝臟癌症早期症狀、免疫系統萎縮、睪丸發育不全等。而德國有農民嘗試種植bt-176玉米餵養奶牛，結果那個地區的奶牛都死亡了，研究後發現，玉米中含有的bt病毒無法被分解，最終毒死奶牛。轉基因還影響生育和幼鼠存活率，試想把這些放到人身上，人食用了轉基因食品，它的不確定性和不成熟如果造成基因改變的話將會造成不可估量的影響。

基因編輯技術早在20世紀90年代就出現了，因為技術的不成熟，實行起來非常耗費時間甚至成功機率非常低。但是CRISPR/Cas9基因編輯技術就不一樣了，它能夠在幾個星期的時間裡實現DNA鏈條的修改，重置生命密碼。就像進行文本修改一樣，把錯誤的地方找出來，然後使用工具插入、刪除或者改寫成自己需要的文本，而基因修改中卻要比文本修改麻煩許多，基因「剪刀」——CPISPR/Cas9基因編輯技術的出現讓基因修改簡單了許多。

要說基因編輯技術與轉基因技術最大的不同大概就在於，基因編輯技術是修改它自身鏈條的內容來實現特定目標的技術。這種做法的好處是不管怎麼改動，都是它原本的基因，雖然也會造成一些不可預料的改變，但是這種改變相對於轉基因技術來說是可以預料的。相信很多人都了解到基因技術可能實現治療癌症的目的，甚至遺傳性疾病的治癒也能成為現實，消除不良的DNA變異可以說是治療一些疾病的根本方法，通過基因編輯技術實現DNA的改造從而實現疾病治療在醫學上也可以說是一種重寫生命了。

珍妮弗·道德納是美國分子生物學專家，埃瑪紐埃勒·沙爾龐德是法國馬普感染生物學研究所主任。2017年，道德納和沙爾龐捷就獲得過2017年生命科學領域的「日本國際獎」。兩位科學家成為第55位和第56位諾貝爾獎得主，也是諾貝爾化學獎第6位、第7位女性科學家。其實在2011年沙爾龐德在研究化膿性鏈球菌時發現了一種traceRNA的分子，研究後發現這種分子是細菌的古老免疫系統CRISPR/Cas的一部分，它對病毒的DNA進行切割，達到消除病毒的效果。

後來沙爾龐德和道德納合作一起進行研究，她們改造基因「剪刀」，發現它能夠識別出病毒，而這個「剪刀」也是能夠被控制的，這樣就能夠控制「剪刀」在DNA特定的位置進行剪切，分割基因分子，從而改寫生命密碼。在2012年她們發表研究稱開發出了CRISPR/Cas9基因編輯技術，利用RNA做嚮導，把Cas9帶到需要修改的位置進行切割。這一研究轟動了生物學界，科學界普遍認為這是21世紀以來生物技術方面最重要的突破。相比此前的技術，基因編輯技術有著成本低、效率高、簡便易操作的特點，並且曾三度入圍美國《科學》雜誌十大突破之一。後來基因編輯技術不斷使用，在生物研究領域創造了許多重大成果，催生了新的癌症治療方法，還可能使人類至於遺傳性疾病變成現實，能優化農作物的果實，減少蟲害，在醫學領域和農業種植領域都產生了很大的影響。

這次諾貝爾獎有爭議的是一位華人科學家張峰，在2012年兩位諾貝爾獎得主發表文章後7個月，張峰在《科學》雜誌發表首次將CRISPR/Cas9基因編輯技術應用於小鼠和人類細胞的文章，張峰不僅用實踐證明了基因編輯技術的理論，還比沙爾龐德和道德納早獲得專利，包括多項關於CRISPR/Cass9在真核細胞裡進行修改的專利。道德納和加州大學伯克利分校隨後提出異議，道德納和沙爾龐德先比張峰提出申請專利，不過張峰還申請了「適用專利加速審查機制」，所以才先獲得專利。後來道德納和沙爾龐德的團隊多次上訴，一開始裁定張峰在獲準專利中擁有將CRISPR系統用於真核細胞的「優先權」，也肯定了道德納和沙爾龐德是CRISPR基因編輯技術的關鍵發明者，但是道德納和沙爾龐德仍舊覺得不平，但兩次上訴結果都是兩者不衝突，張峰保有專利權。

中國農業大學生物學院的陳其軍教授稱，基因編輯無論是在農業還是醫學，都展現出巨大潛力，應用領域還可以擴展到其他方面，獲得諾貝爾獎是遲早的事。中科院的研究幹細胞與生殖生物學國家重點實驗室副主任李偉也認為道德納和沙爾龐德最早揭示CRISPR系統主幹和切割DNA工作原理，對基因編輯工程有著重要的突破作用。陳其軍打了個剪刀的比方，道德納和沙爾龐德畫出了剪刀的原理圖，張峰是剪刀的發明人，從原創上講，道德納和沙爾龐德更原始。諾貝爾獎更注重原創性，張峰沒有獲獎也是可以理解的。

有人質疑過或者說現在還質疑著基因編輯技術的可靠性和安全性，生怕出現和轉基因技術那樣的危害，這種擔憂也是正常的，對於未知的事物還需要我們探索，通過實驗得出結論。但是我們的科技是在不斷向前發展著的，任何對發展有利的事物我們都應該嘗試著去接受，既要看到這些技術發展帶來的好處，也要提防伴隨技術發展出現的危害，不能夠一味地推崇好處也不能夠全盤否定，我覺得防患未然、廢物利用這兩個詞兒合在一起就很能表現我們中性看待事物的態度。推動科技發展需要我們有足夠的知識和敏銳的認知，還得有積極的態度，這樣我們的科技才能注入源源不斷的動力與活力，造福億萬人類。

「基因剪刀」可以說是開創了生命科學的新時代，諾貝爾評選委員克拉斯·古斯塔夫森在公報中說道：基因編輯工具擁有巨大的能量，會影響到我們每一個人，它不僅在基礎科學領域引發變革，還產生了許多創新性成果，帶來具有獨創性的新治療方法。基因編輯技術是否對人類有危害還需要我們繼續研究，畢竟科學都是在不斷探索中完善和進步的。不管諾貝爾獎歸誰所有，都是對科技發展貢獻者的一種獎勵，科技發展的腳步從來不曾停止。