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人類新get神技,讓我們再也不用懼怕被蚊子「換血」!

卡拉·范德堡在美國弗吉尼亞州的因諾瓦女子醫院來到了這個世界。和這裡所有的新生兒一樣,她接受了針對體內七個藥物代謝相關基因的檢測。未來的內科醫生可以根據她的獨特基因檔案來設計藥方。

撰文:邁克爾·斯佩克特 Michael Specter

攝影:格雷格·吉拉德 Greg Girard

框哥說:「我想做一名醫生,能治好世上最複雜的病」,「我想做一名體育明星,在奧運會上拿到金牌」,「我想做一名航天員,到天上看看長城」……在北京丰台區少年宮的心愿牆上,一張張卡片,展示著近百名受艾滋病影響兒童潛藏內心的夢想。艾滋病到現在仍是人們的噩夢,它無法治癒而又潛伏在我們身邊。今天框哥帶來一種新技術。或許,它將成為能壓制艾滋病毒的那一線希望。

快捷修改生命密碼的技術令我們擁有了史無前例的掌控自然世界的大權。問題在於:我們應該行使這種權力嗎?

加州大學歐文分校安東尼·詹姆斯的實驗室內,有兩個蚊蛹,它們見證著一種可怕疾病可被遏制的曙光——瘧疾。

兩隻都是斯氏按蚊,亞洲城市地區瘧疾的主要攜帶者。詹姆斯用一種名為CRISPR的技術改寫了右邊這個蛹的某一基因,使之不能傳播瘧原蟲,最終取代攜帶疾病的野生蚊。但現在還有太多的不確定因素,暫時無法將這一科研成果用於實踐。

DNA黑客秘技

某些細菌進化出了一種對抗病毒感染的強大系統,名為CRISPR。病毒來襲時,細菌會捕捉並存儲病毒的一小段DNA序列用來識別它——相當於某種「基因記憶卡」。如果以後同樣的病毒又來攻擊這個細菌的後代,後者就會利用記憶卡

把具有殺傷性的酶引導到病毒的相應序列處,把它切斷。科學家對這一天然分子機制進行加工,使之不僅可以打斷基因的活動,還能在生物(包括人類)的細胞中插入新的遺傳代碼。CRISPR技術引發了如火如荼的新研究,也招來了同樣熱烈的倫理爭論。

昆明市,雲南靈長類生物醫學重點實驗室的工作人員托起一隻在胚胎期接受過CRISPR改造的年幼食蟹猴。

偉大的追求

只消在安東尼·詹姆斯的辦公室掃一眼,就不難猜出他是干哪一行的。牆上貼滿了蚊子圖片,書架上一排排也都是關於蚊子的書。詹姆斯畢生事業的目標就是找到一種方法來操控蚊子的遺傳基因,使其不能再傳播疾病。

安東尼·詹姆斯的實驗室里,一隻蚊子吸飽牛血之後身軀暴脹。一些種類的蚊子擔任著寨卡病毒和登革熱的傳播者,CRISPR技術可以修改其遺傳性,使之生出不育的後代。

世上大約有3500種蚊子,但詹姆斯關注的只有幾種,且都是在全球致命生物榜上名列前茅的。其中的甘比亞按蚊能傳播瘧原蟲,每年因瘧疾喪生的人有數十萬。

但詹姆斯大部分職業生涯的焦點還是伊蚊。

伊蚊

(圖片來源:視覺中國)

歷史學家相信,這種蚊子是17世紀乘運奴船從非洲來到美洲的,它攜帶的黃熱病迄今已殺死數以百萬計的人。如今它所攜帶的疾病又多了登革熱,每年感染者可達4億人,此外還有基孔肯亞、西尼羅河、寨卡等日漸肆虐的可怕病毒。

(圖片來源:網路)

在去年始於巴西、仍在不斷擴大的寨卡疫情中,該病毒似乎造成了人體的多種神經病症,包括一種名為「小頭畸形」的罕見缺陷——新生兒的頭顱異常小,大腦發育不全。

轉基因食品健康與否一直是人們熱議的話題

雖然美國食品與藥物管理局已對它的食用安全性作了認證,公眾仍懷有對轉基因食品安全的疑慮。未來會開發出不需導入其他物種DNA的CRISPR改造食品,也許較易被市場接受。

科學家用常規基因工程把另外兩種魚的DNA導入轉基因品牌AquAdvantage的大西洋鮭(上)體內,使其生長速度是天然魚種的兩倍,可快速達到上市標準。這種魚消耗飼料少,並可以在接近市區的地方隔離養殖,減少運輸費用和碳排放,又消除了逃入野生環境的風險。

在廣州醫藥研究總院,獸醫懷中的比格犬「天狗」是該機構通過改造胚胎獲得的兩隻強化實驗犬之一,其肌肉量是一般同類的兩倍。這類實驗最終可以增進醫界對肌肉萎縮症等人類疾病的認識。

深圳市,一名工作人員在等待進入中國再生醫學有限公司的超凈室,該機構正在對豬角膜進行適於人體移植的改造。中國科學家已兩次用不能成活的人類胚胎進行了CRISPR改造實驗。

CRISPR技術使人類掌握了一種全新性質的權力。

艾滋病毒

(圖片來源:視覺中國)

科學家首次得以快捷而準確地對幾乎任何生物的DNA進行修改、刪除和重排。研究人員已開始利用CRISPR技術加上動物模型,修復一些重大基因缺陷,包括造成肌肉萎縮症、囊性纖維化病和一種肝炎的突變。最近有幾支團隊在嘗試以CRISPR切除人類細胞DNA中的艾滋病毒片段。研究只獲得了部分成功,但許多科學家堅信這項技術可以推動治癒艾滋病的事業。

希望成功快點到來!

再過不久,醫生也許就能用CRISPR來直接治療一些疾病。目前有12萬美國人正在排隊等待器官移植,他們永遠不可能全部等到合適的供體。每年都有幾千人在排到位置前死去。另有幾十萬需要移植的人連進入排隊名單的資格都拿不到。

美國馬里蘭大學醫學院拉斯·布爾多夫的實驗室內,人血在豬肺中過濾。每年數以千計的患者因找不到可移植的人類器官而死去, 科學家正在嘗試用CRISPR技術去除豬器官內對人有害的病毒。豬器官對靈長類動物的移植實驗已獲成功。

五天大的胚泡

現在,研究者可以用CRISPR技術修改豬器官的基因組,似已展現出解決該問題的良好前景。從動物器官實驗到人體實驗,科學家估計這一步最短在18個月後就能進行,對許多患者來說,雖然試用動物器官移植會有風險,但除此之外別無生路。

你對於人為改寫生物的DNA有什麼看法?


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