據報導,在2020年頒發的諾貝爾化學獎中,兩位女科學家因為改寫了生命的密碼,而獲此殊榮,同時,也讓「基因剪刀」一夜間成為了熱門詞彙,那麼,基因剪刀真的可以做到「逆天改命」,幫助人類徹底和遺傳病說再見嗎?今天,我們一起來討論一下。
什麼是基因剪刀?
其實,所謂的基因剪刀,和我們想像中的剪刀是不同的,也不是所謂的手術用剪刀,它不過是一種形容詞,用專業上的詞語來說,基因剪刀,就是指限制性核酸內切酶。
在我們的基因之中,每一條基因鏈中,都有著對應的,可以識別並附著特定的脫氧核苷酸序列,當基因鏈出現問題的時候,就可以通過限制性核酸內切酶來進行切割,從而實現對基因的修正和改良。
更加直白一點說,所謂的基因剪刀,就是基因治療的一種治療手段,看起來雖然陌生,但是早在上世紀60年代,基因治療就已經被提出來了。
無論是人類、動物,甚至是植物,在世代繁衍的過程中,不可避免地總會遇到遺傳類疾病,這種遺傳類疾病就是由於基因異常,或者是關鍵性基因缺失、存在缺陷等導致的,而想要治療,就需要將外源基因轉入到病人的體內,這樣就可以改變DNA。
因此,從理論上來說,基因治療將生物體內壞的基因給置換、矯正或者是沉默掉,這樣,這種壞的基因也就不會再進行遺傳,此外,對於已經存在著這種壞基因的生物體來說,通過基因剪刀的手段修復,則可以有望達到治癒的目的。
基因治療的半個世紀風雲
雖然是由於今年的諾貝爾化學獎,才讓基因治療和基因剪刀被大眾所熟知,不過事實上,早在1990年,全球第一例基因治療試驗,就已經成功實施了。
根據資料顯示,當上世紀60年代,一些科學家提出了基因治療的相關概念後,被譽為當代基因治療之父的科學家威廉弗倫奇安德森,便一直從事基因治療領域的相關研究,在1990年,實現了人體基因治療的實驗,此後雖然吸引了大批的科學家、商業機構等的加入,但是在過去的幾十年時間裡,基因治療並不是一帆風順。
因為最初的基因治療方案是並不成熟的,所以,在基因治療開始逐漸用於臨床的早期階段,便出現了臨床試驗病人由於採用基因治療方法,而最終死亡的病例。這個病例的出現也讓多名科學家們重新審視起基因治療來,擔心它會毀掉人類的未來。
基因治療真的能讓人類告別遺傳病?
「遺傳」這個詞,我們普通人雖然無法準確說出它的基本概念,但是在生活中卻常常被提及。特別是對於新生兒來說,父母最擔心的一個問題,就是孩子會不會遺傳一些不良基因,從而影響到身體發育。
這次憑藉著「基因剪刀」而榮獲諾貝爾化學獎的科學家們,她們多年來一直從事CRISPR—Cas9的研究,這是一種對靶向基因進行特定DNA修飾的技術,也是目前基因治療領域最前沿、最靠譜的治療方法,在國際上也已經被展開應用。
CRISPR—Cas9隻需要幾周的時間,就可以「逆天改命」,將生物體中的不良基因給清除掉,無論是人類、動物還是植物,如今在CRISPR—Cas9的幫助下,都可以改變自己體內的不良基因,CRISPR—Cas9的基因質量技術,如今在農業和生物醫藥領域,也都得到了廣泛的應用。
不過,對於人類最關心的遺傳病來說,它真的可以徹底清除嗎?雖然這次基因剪刀獲得諾貝爾獎,等於是受到了世界認可,但是,它仍然需要不斷完善,因為它仍然存在著很多較為明顯的缺陷,否則也很容易和上世紀的基因治療試驗一般,導致悲劇發生。
為何這麼說呢?因為基因治療最關鍵的一步,就是脫靶效應,生物體內的基因大多都是長得非常相似的,而且它們中攜帶的信息也都相差無幾,所以,想要從這些相似的基因中辨別出壞的基因,並不是一件容易的事情。
一旦在壞基因的辨別、篩選中誤將好基因給「減掉」,那麼,對於生物體來說,就等於是致命傷害,因此,想要徹底通過基因剪刀來讓人類告別遺傳病,還需要漫長的時間去進行試驗發展,否則大量用於臨床,很容易出現問題。