基因編輯喜提諾獎 將成人類戰勝頑疾的「終極武器」?

2020-12-14 大眾網

　　編者按：2020年諾貝爾化學獎10月7日揭曉，法國生物化學家埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷（Emmanuelle Charpentier）、美國生物學家珍妮弗·道德納（Jennifer Doudna）因對新一代基因編輯技術CRISPR/Cas9的貢獻，摘得該獎項。什麼是基因編輯？它又將為人類疾病治癒、動植物研究等帶來哪些巨大影響？

　　2015年6月，英國倫敦一名患白血病的1歲大女嬰的生命進入最後幾個月的倒計時。面對傳統療法已經失效的情況，醫生們嘗試將基因編輯過的血液細胞注入她體內，沒想到竟然成功消滅了癌魔，創造了世界首例嬰兒白血病的治療奇蹟。這次突破令人對基因編輯這一快速發展的新興領域更加充滿期待。

　　基因編輯，簡而言之，就是對特定DNA片段進行人為的修飾。目前最流行的就是CRISPR/Cas9技術，它可以讓基因編輯的過程如同我們在電腦上剪切、複製、粘貼資料一樣簡單。

　　從微生物、植物到包括人類在內的動物，DNA蘊含在每個生物體的細胞中，它們猶如一本使用手冊，精準地調控著生物體的每一個生命特徵和活動。比如，基因決定了人眼睛的顏色，並對身高產生一定影響。

　　通過基因編輯技術對DNA進行微觀改變，將會給我們的生活帶來重大變化。如可以得到我們想要的動植物表現，像農作物產量更高，家畜瘦肉率更高，蔬果保質期更長、口感更好等等，從而實現對動植物的性狀改良，培育人類需要的優良品種；也可以構建一些具有遺傳性疾病的動物模型，研究基因和疾病之間的關係；在復活滅絕物種方面，通過相關DNA復活的滅絕物種，將有助於生物學家的研究；而最受關注的應該是利用基因編輯進行基因治療和藥物研發。

　　比如，在愛滋病感染過程中，HIV病毒以CD4+T細胞為目標發動猛烈攻擊。CD4+T細胞是人類免疫系統重要的「守軍」，一旦被病毒幹掉，人體就會喪失免疫功能。不過，病毒必須首先找到細胞表面叫作CCR5或CXCR4的受體，才能夠對CD4+T細胞發動進攻。如果通過基因編輯敲除這兩個受體，病毒無法找到進攻的「入口」，也就難以發動攻擊了。

　　但類似CRISPR/Cas9等技術在基因編輯過程中也有可能出錯，敲掉其他關鍵基因。這有可能引發基因突變，產生新的疾病隱患。而且，該步驟無法「撤銷」，基因一旦被敲除就不能恢復。

　　對基因編輯來說，改變DNA的能力也帶來了許多擔憂和社會倫理問題，比如「基因編輯嬰兒」。所以，當下最重要的還是保障安全性，並得到大眾認可，如此才能對人類社會的發展產生推動作用。

　　　　聯合出品：中國農學會 光明網

　　　科學顧問：金蕪軍

　　　　策　　劃：馮桂真　廖丹鳳　張　楠　王長海

　　　　統　　籌：戰　釗　宋雅娟　趙清建

　　　　腳　　本：馮桂真　王長海　肖春芳

　　　　後期製作：萬　璽　劉　明　肖春芳

　　基因故事動畫①誰說牧師不能兼職科學家？

　　基因故事動畫②孟德爾的「愛豆」為啥是豌豆？

　　基因故事動畫③摩爾根的「愛寵」為啥是果蠅？

　　基因故事動畫④揭秘病毒繁殖的「強盜邏輯」

　　基因故事動畫⑤DNA的結構之謎

　　基因故事動畫⑥為什麼你是你？讀懂你生命中裡的說明書

　　基因故事動畫⑦神奇的「基因剪刀」

　　基因故事動畫⑧子承父業獲諾獎 「基因業務」能遺傳？

　　基因故事動畫⑨基因工程：「小工程」 帶來「大驚喜」

　　[ 責編：趙宇豪 ]

相關焦點

  • 基因編輯獲諾獎,幕後金主竟是李嘉誠
    這次的諾貝爾化學獎頒給了法國科學家埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷和美國科學家珍妮弗·安妮·杜德納，以表彰她們在基因組編輯方法研究領域作出的貢獻。這裡的基因組編輯方法，指的正是當下熱門的CRISPR/Cas9基因編輯技術。基因編輯居然能拿諾獎，這多少讓人會感到不可思議，甚至是恐慌。
  • 專家談諾獎:化學獎為什麼頒給了生物學工具「基因編輯」丨直擊諾獎
    從科學原創性上，張鋒不如這次的兩位諾獎得主，但他將這項技術發揮到了極致。最初杜德納她們的文章只是提出了這種基因編輯的可能性，但張鋒等人將其首次實現了出來，並開發了各種應用版本，使其效率更高，應用更廣。（果殼：作為杜德納組的成員，你們對這個結果意外嗎？）CRISPR 一直是諾貝爾獎的熱門選項，大家每年都在期待。
  • 基因編輯與人類改進,劉慈欣給法學家的啟示
    只要安全，就可以進行基因編輯嗎？以「基因編輯嬰兒」為例，陳頎首先指出了學界譴責的核心：將尚未成熟的基因編輯技術投入臨床是對參與者不負責任。那麼，如果能夠保證技術的安全性，我們禁止人類胚胎的基因編輯的倫理和法律正當性是什麼？
  • 能將我們變成超級人類的基因編輯技術,為什麼沒有普及化?
    基因編輯嬰兒的出現，在全世界引起了巨大的轟動，除了威脅到人類文明的倫理安全之外，也帶來了新一輪的思考。如果在未來，人類文明想要將基因編輯普及化，我們究竟缺乏技術支持，還是缺乏足夠的勇氣呢？在很多科幻作品中，基因編輯技術被應用到對各種生物的改造中，它們可以變得更加智能，人類也可以「取長補短」，擁有更多的能力。
  • 獨家專訪│基因編輯CRISPR技術共同發明人:張鋒為何痛失諾獎?
    一時間，基因編輯這項專業技術成為大眾關注的焦點，而同樣發明了基因編輯CRISPR技術的華裔科學家張鋒卻與諾貝爾獎失之交臂，科學界在為之感到遺憾和惋惜的同時，也熱議其為什麼沒有得到諾獎。
  • 諾貝爾化學獎頒給「基因編輯」,華裔科學家張鋒未能一同加冕
    2020年諾貝爾化學獎，頒給了兩位基因編輯技術科學家。要知道她們在去年，可是諾獎生理學\醫學獎的熱門候選，並且支持者非常堅定，認為是時候輪到她們了。沒想到一年之後，該方向研究在「理綜」獎——諾貝爾化學獎實現加冕。
  • 沃爾夫獎主席、諾獎得主謝赫特曼談基因編輯為什麼能拿獎
    基因編輯在本次諾貝爾獎的勝利震驚了很多人。儘管它對基因工程領域產生了翻天覆地的影響，但在倫理道德、技術專利等層面還有很多懸而未決的問題。圖｜Pauljanssenaward 沃爾夫獎素有諾貝爾獎的風向標之稱，沙爾龐捷和道德納再次驗證了這一點。 為何在具有爭議的情況下，基因編輯仍能屢獲世界大獎？
  • 《澤塔奧特曼》:澤塔終極形態來了,貝利亞成了他的武器!
    其實關於澤塔奧特曼的終極形態，現在都已經出現了，連貝利亞都成了他的武器。 其實對於澤塔奧特曼的終極形態，大家也是非常期待的，因為通過《奧特曼銀河格鬥》的新作品預告大家已經知道了，這部劇的終極怪獸是塔爾塔羅斯。
  • 基因編輯與腦機接口,科技和人類的邊界在哪?
    編者按：突如其來的新冠病毒徹底改變人類生活，腦機接口的出現讓科幻照進現實，CRISPR 基因編輯榮獲諾貝爾化學獎；在未來，科學技術將如何發展？又會怎樣影響人類？就像微信、QQ等應用程式，背後是由「0」和「1」組成的二進位編碼語言；生命同樣如此，由四種鹼基（A、T、C、G）排列組合而成的 DNA 序列，即基因，進行編碼控制。但最底層的遺傳信息與生命的外在體現之間，包含著複雜且多變的調控途徑，魏文勝教授認為基因編輯有兩個重要的關鍵詞：一是定位精準。
  • 為什麼要阻止人類基因編輯研究,完美的基因不好嗎?
    去年基因編輯嬰兒曾引發熱議，以基因技術敲除某段基因，使得嬰兒天生具備抵抗愛滋病的能力，但是其實是很冒險的，基因編輯過程中要用到內切酶，雖然能夠切除目標基因，卻仍不能控制對其餘基因的影響，這就可能造成具備某方面有基因缺陷的兒童，他們未來結婚生子就可能讓這種缺陷在人群中有一定的擴散，危害到更多的人群。而賀建奎也因為這一冒險且倫理學審核不完備的試驗受到了處罰。
  • 兩名女科學家因為基因編輯技術獲諾貝爾化學獎,女性諾獎得主增至7人
    人們第一次發現CRISPR序列是在1987年，但第一次證明CRISPR-Cas9可以進行基因編輯，是道納和夏龐提爾2012年在《科學》雜誌上發表的第一篇研究論文。該論文中，兩位女科學家帶領的團隊純化了Cas9蛋白，首次在體外證明使用Cas9的CRISPR系統可以切割任意DNA鏈，指出CRISPR在活細胞中修改基因的能力。
  • 基因編輯技術發明者為何能獲諾獎?這項技術的講究和用途,請出浙江...
    這兩位是基因編輯技術CRISPR/Cas9的發明者：法國和美國科學家埃曼紐爾·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和詹妮弗·杜德納（Jennifer Doudna），獲獎理由是「開發了一種基因編輯技術」。兩人將獲得1000萬瑞典克朗獎金（約合760萬人民幣）。
  • 基因編輯可以用於其他生物,而不能用於人類,人類會落後嗎?
    但是我們全世界所有國家為什麼明令禁止基因編輯用於人類自己呢？這齣於什麼樣的考慮呢？原因有二：一是基因編輯將造成人類社會的不平等。如果放開基因編輯，那麼以後孩子的基因是否優良，就不一定取決於父母親的基因了，很可能跟錢權掛鈎。誰的權力大，誰的地位高，誰錢多，誰的孩子會更優秀。這顯然加劇了人類的不平等。而且階級固化將更難以打破。發展到最後，或許就會出現超人類和普通人類的區別。禁止通婚將會加劇他們之間的血緣關係。因為他們之間基因差異非常大，很可能導致生殖隔離，即此時他們就不再是一個物種。
  • 基因編輯的技術審思,我們離基因編輯實用化還有多遠?
    反對者認為，遵循生物進化的客觀規律是生命倫理學研究的基本原則，而基因編輯尤其是胚胎基因編輯，屬於破壞生物進化客觀規律和突破技術倫理原則底線的行為。從事基因編輯技術的研究和應用（尤其是胚胎基因編輯），將從技術層面為「技術人」的「誕生」提供可能性。賀建奎基因編輯的嬰兒就是一個例子，基因編輯嬰兒將改寫人類的進化方式，使人類由「自然人」演化為「技術人」。
  • 斬獲諾獎,再掀熱潮 基因編輯到底是什麼?
    Doudna)，獎勵她們在基因組編輯方法上的突破。諾貝爾獎委員會在官方新聞稿中稱：「自2012年夏彭蒂埃和杜德娜發現CRISPR/Cas9基因「魔剪」以來，它們的使用量激增......將生命科學帶入了一個新時代，並在許多方面為人類帶來了最大利益。」
  • 從救命神藥到「基因編輯嬰兒」,CRISPR為何成為爭議的漩渦丨直擊諾獎
    研究基因的過程差不多也是這回事：將生物的基因序列做某種改造，看看生物會因此出現什麼變化，從而了解那個基因可能的功能。把基因拆了、改了之類的操作，就可以叫做「基因編輯」。不過，想拆螺母只要找個扳手，而編輯基因可就艱難多了。基因是潛藏在細長DNA鏈中的一段段序列。
  • 【轉載——宇宙與信仰】如何對待已經出生的「基因編輯嬰兒」?
    這兩個嬰兒算是人類嬰兒還是工業產品本身就很值得探討。 這不是在開玩笑。因為目前還沒有什麼倫理上的限制來在這裡劃分一條識別線。為了說明這個問題的複雜性，首先請注意這樣一個事實：黑猩猩與人類的基因差異僅約為1%。如果我們接受「被編輯者仍然理所當然算人類」，那麼將理所當然存在著編輯出「黑猩猩人」的難堪問題。
  • 前沿|從《銀翼殺手》看基因編輯技術能否為人類帶來福祉
    想要製造出超越人類的複製人，從目前的技術推斷，只有基因編輯技術能夠做到。通過基因編輯加上生化技術，以人類基因為基礎，通過改變一些鹼基對，或者加入其他生物的基因，來提高複製人的能力。2015年4月，中山大學黃軍就教授團隊利用CRISPR/Cas9基因編輯技術，對抑制狗骨骼肌生長的基因進行了敲除，培育出兩隻肌肉發達的「大力神」狗，成功構建了世界上首個基因敲除狗模型。
  • 「基因剪刀,早兩年拿諾獎也沒問題」
    因為CRISPR能輕易地改變任何生物的遺傳信息，甚至包括人類自身。它的準確性和高效性深刻改變了基礎研究。CRISPR基因編輯技術發現史上英雄無數，而杜德納和夏彭蒂耶發明的CRISPR/Cas9被稱為是「基因技術中最銳利的工具之一」，一度震撼了科學界。
  • 紀錄片人類本性(Human Nature),講述Crispr基因編輯技術的故事
    影片前半部分：對基因編輯技術介紹電影的第一部分主要關注Crispr背後的科學。CRISPR是DNA的某種編輯器。這部電影解釋了CRISPR的發現方式，如何運作的實際機制，並附有清晰的插圖，並展望了未來的使用方式。在對技術抱有希望和謹慎的態度之間取得了很好的平衡。