美政府問責局報告分析CRISPR基因編輯技術的機遇與挑戰
編者按
4月7日，美政府問責局（GAO）發布題為《CRISPR基因編輯技術》的科技評估與分析報告（下稱《報告》）。《報告》介紹了CRISPR的基本情況，並簡述了CRISPR的機遇與挑戰。《報告》指出，美國聯邦政府應考慮應對CRISPR帶來的不確定影響。
一、基本情況
CRISPR全稱為「成簇規律間隔短迴文重複序列」，屬於一種基因編輯技術，能夠在特定位置切割DNA，可用於修改DNA（即人類和幾乎所有其他生物的遺傳信息），進而改變生物特徵，如眼睛顏色或者疾病易感性。由於比以往基因編輯方法更高效、更便宜、更準確，CRISPR自開發以來得到廣泛應用。
CRISPR源自細菌的自然防禦機制。具體而言，當細菌被病毒攻擊時，細菌會在自身DNA中記錄一段病毒的DNA，並以CRISPR結束。細菌記錄的病毒遺傳密碼，可使細菌識別該病毒。當相同類型的病毒再次攻擊時，細菌會利用特定「CRISPR相關蛋白9」（Cas9）切割病毒DNA，以消滅病毒。
科學家在實驗室使用相同的CRISPR/Cas9系統來識別並切割特定DNA序列。科學家首先製造出與目標DNA匹配的RNA序列。該RNA序列引導CAS9達到目標位置並切割DNA。隨後科學家可使用其他技術來增加、刪除或修改DNA。基於CRISPR，研究人員開發出新基因編輯系統，例如可直接交換DNA片段的「引導編輯」。
二、機遇
《報告》認為，CRISPR有潛力對經濟社會產生重大影響：
開發新診斷試驗、靶向藥物及療法。科學家通過將CRISPR與其他CRISPR相關蛋白配對，切割目標DNA或RNA，再切割其他分子產生視覺信號，可確定是否存在病毒成分。科學家正在利用該技術開發診斷試驗，以快速檢測新冠病毒肺炎等疾病。另外，部分CRISPR/ Cas9療法正在開展臨床試驗，如針對鐮狀細胞性貧血及某些癌症的療法。CRISPR還可通過改變昆蟲或其他病媒的特性來控制某些疾病，如科學家利用CRISPR使蚊子對瘧原蟲更具抵抗力。
培育更強壯、更抗病的農作物。CRISPR可培育營養成分更多、抗病能力更強、生存能力更強的農作物。例如，研究人員發現，刪除黃瓜一小部分特定基因後，黃瓜不再受某些已知病毒的影響。
製造更先進的工業產品。很多行業正在探索CRISPR的潛在用途，如開發新生物燃料、可清理環境災難的細菌以及新材料等。
三、挑戰
《報告》簡述了CRISPR基因編輯在安全、倫理和監管等領域的挑戰：
安全領域。使用CRISPR可能會產生意外後果。例如，CRISPR可能切割DNA非目標位點，可能導致疾病或其他傷害。儘管部分研究認為錯誤罕見，但研究人員還未充分認識解錯誤的可能後果。CRISPR活動還可能使細胞產生應激反應以阻止編輯。此外，部分細胞在DNA改變後可以恢復，而另外一些細胞則不可恢復。
倫理領域。人效增強方面，CRISPR是否會被用於人效增強，包括增加肌肉量、學習能力和記憶力等。若被用於人效增效，所有人是否可平等使用；人類生殖方面，CRISPR有編輯人類生殖細胞(包括卵子、精子和早期胚胎)的潛在可能。相關倫理問題包括：基因改變將如何影響後代，是否應允許對人類胚胎開展研究等。
監管領域。很多國家正在嘗試規範CRISPR和其他基因編輯技術。例如，歐洲於2018年決定基因編輯作物需收到與轉基因作物相同的監管，但美國目前還未規定基因編輯作物是否會受到與轉基因生物相同的監管。
來源：美國政府問責局網站/圖片來自互聯網
軍事科學院軍事科學信息研究中心 佘曉瓊
編輯：劉偉雪
如需轉載請註明出處：「國防科技要聞」（ID：CDSTIC）
註：原文來源網路，文中觀點不代表本公眾號立場，相關建議僅供參考。
