當前位置:
首頁 > 探索 > 基因編輯技術如何操作?有何利弊?

基因編輯技術如何操作?有何利弊?

前段時間鬧得轟轟烈烈的「基因編輯嬰兒」想必大家都有所了解,通過編輯剪掉了受精卵中的CCR5基因,讓個體天生具有可能免疫HIV的能力,但CCR5基因的缺失可能導致免疫系統異常和其它缺陷,尚未完全弄清基因影響機制的情況下,貿然拿人類做實驗肯定屬於違法行為。

如果未來基因編輯足夠成熟,法律上也允許對人體進行基因編輯,那麼電影《X戰警》中的變種人將不再是科幻,完全可以實現。例如《X戰警》中金剛狼的長壽,可以編輯基因讓正常細胞中的端粒酶被表達,修復染色體複製的損耗,這樣正常細胞就可以像癌細胞一樣無限繁殖不衰老,人類壽命將會大大延長;或者可以將鳥類表達翅膀性狀的基因插入受精卵中,發育成的人類具有飛行能力,像變種人「天使」一樣。

對於普通人來說,家族中如果患有遺傳病,可以將根源基因修改從此杜絕遺傳病,未來富人們甚至可以編輯打造一個沒有任何缺陷的後代,想要高鼻樑和尖下巴,直接修改基因就可以。

基因編輯應該如何操作呢?

人體由大約50萬億個細胞構成,每一個細胞都帶有一整套遺傳信息,這些信息基本都儲存在細胞核的DNA中,而DNA是由ATGC四種鹼基構成的雙螺旋結構,通常上千個鹼基對才能表述清楚一個基因,例如棕眼基因和黑眼基因,控制眼睛顏色基因上的鹼基對的排列順序是不同的。

大多數時候基因排列順序出錯不會有影響,因為人體中很多基因是無用的,特定基因序列出現錯誤才會導致癌變和遺傳病的發生。從某種程度上來說,人類的本質和電腦遊戲的代碼非常相似,當程序員修改代碼,遊戲就能夠產生特定功能,當科學家編輯人體基因時,人類就會表達特定性狀,這就是基因編輯。

基因編輯的操作對象一般是受精卵,因為人體所有細胞都是由受精卵發育而來的,修改一個受精卵基因相當於修改了將來所有細胞的基因。操作過程分為三步,首先是找到需要修改的基因,假設黑色眼睛的基因是「ATCCG」,科學家通過基因庫知道了黑眼睛的鹼基排列順序後,會在實驗室合成一段與之相匹配的RNA,這段匹配的RNA就是「TAGGC」,這段RNA能夠定位需要修改的DNA上的基因。

然後將RNA和CRISPR/Cas9的組合導入到細胞核中,CRISPR/Cas9簡稱Cas9,它的作用相當於一把剪刀,先通過RNA定位,定位後再將需要修改的基因剪下來。查找基因庫中棕眼睛的基因假設「CCTAGC」,在實驗室中直接合成這段基因,將這段基因插入原來的位置,再通過NHEJ修復蛋白將DNA雙鏈連接即可,這樣將來胚胎髮育長大的孩子就擁有棕色眼睛。

例如鐮刀型貧血症,到現在都沒有能真正治癒的藥物,這種病是血紅蛋白上的一個鹼基發生了基因突變,使扁平狀的紅細胞變成了尖銳的鐮刀月牙形,利用基因編輯技術將造血幹細胞提取出來,用Cas9替換鹼基再注入患者體內,就可以根治這種疾病。

為什麼這種技術沒有普及呢?

其實根本原因在於CRISPR/Cas9本身可能產生問題,Cas9相當於一把剪刀,但並不能百分百命中,科學家已經發現它有一定幾率脫靶,可能誤傷抑制癌細胞的P53基因。也就是說目前的基因編輯可能治療了一種疾病,但無意中可能又產生另一種疾病,並且許多疾病受到多基因控制,這些基因之間存在交叉作用,尚未弄清機制之前不應該對人類進行編輯。

如果將來能夠揭開基因之謎,並且技術更成熟,人體基因編輯一定會啟動。就像1987年的試管嬰兒一樣,當年也有人說違反了倫理和自然法則,現在看來只要技術成熟了,或許將來根治疾病能像修復程序BUG一樣簡單,幾行代碼就行。

喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!


請您繼續閱讀更多來自 第一科學 的精彩文章:

鑽石真的是騙局嗎?
兒童長期用嘴呼吸,相貌會變醜

TAG:第一科學 |