Dunkirk， 世界是由原子组成的 查看知乎原文 1987 年，日本科学家石野良纯在研究大肠杆菌基因组时，偶然发现了一段奇怪的 DNA 序列。 一些相同的片段反复出现，中间夹杂着不重复的间隔序列。他不知道这是什么，但如实记录了下来。 这些间隔序列后来被称为 Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats，成簇规律间隔短回文重复序列，简称 CRISPR。 正是这个发现在几十年后诞生了 CRISPR 基因编辑技术，然而在最初并没有人知道这些序列究竟是干嘛的。 在被发现后直到近 20 年后的 2005 年，多个研究组才开始意识到，这些间隔序列竟然和已知病毒的 DNA 高度吻合，它是细菌的适应性免疫系统。 它的工作原理是这样的： 病毒入侵 ，细菌截取病毒的 DNA 片段 将其储存进自己基因组的 CRISPR 区域，这段存档的病毒 DNA 片段就叫间隔序列 下次同种病毒入侵时，细菌转录出对应的 RNA RNA 会引导一种叫 Cas9 的蛋白质精准找到病毒 DNA Cas9 像剪刀一样将病毒 DNA 切断，病毒失活 到了 2012 年，詹妮弗·杜德纳和和埃马纽埃尔·沙尔庞捷合作，发表了一篇划时代的论文，证明： CRISPR-Cas9 系统可以被人工编程。只需更换引导 RNA 的序列，就能让 Cas9 切割任意指定位置的 DNA。 这就是基因编辑技术的原理，她们因此获得 2020 年诺贝尔化学奖。 CRISPR 究竟是如何从细菌的自身免疫变成了基因编辑技术的呢？ 杜德纳和沙尔庞捷在研究的时候意识到了一个非常重要的事情，那就是 Cas9 根本就不在乎那段引导 RNA 是从哪来的，它只认 RNA 的序列，RNA 指哪，它就切哪。 细菌免疫的流程是： 病毒 DNA 片段 → 转录成引导 RNA → 引导 Cas9 → 切断病毒 DNA 那我们只需要把第一步替换： 人工合成引导 RNA → 引导 Cas9 → 切断任意目标 DNA 这样就可以让 Cas9 成为一把剪刀，RNA 序列理论上可以任意设计，那么基因组里任何位置就都可能成为目标。 在切断之后，细胞会启动自身的 DNA 修复机制，这个机制有两条路径。 路径一：NHEJ（非同源末端连接） 细胞粗暴地把断口粘回去 往往引入小的插入或缺失 导致基因功能丧失（基因敲除） 路径二：HDR（同源定向修复） 如果同时提供一段模板 DNA 细胞会参照模板精确修复 实现基因的精确替换或插入（基因编辑） 这就是 CRISPR 基因编辑的原理。其实在 CRISPR 基因编辑技术出现之前也有基因编辑技术，当时主要有两种工具，ZFN 和 TALEN。 它们的基本思路和 CRISPR 相同，都是先定位再切割，也需要一个识别模块来找到目标位置，然后再把 DNA 给剪断。 但它们都是用蛋白质来识别目标，每次换一个编辑目标就要重新设计一个全新的蛋白质。 然而蛋白质设计极其复杂，需要专业团队，耗时耗力，花费甚高。所以在 2012 年之前，基因编辑是少数顶尖实验室才玩得起的技术。 2012 年，CRISPR 把识别模块从蛋白质换成了 RNA，RNA 的难度与成本大大降低，门槛断崖式的下降，几乎所有生物学实验室都能够用上基因编辑技术，相关领域的研究也迅速发展。 这个技术从诞生到引发巨大争议，也只花了短短几年时间。2018 年 11 月，贺建奎宣布他已经编辑了人类胚胎的 CCR5 基因，可以免疫 HIV，两个经过基因编辑的婴儿露露和娜娜已经出生。 此事在当时引发了轩然大波，还促使了限制基因编辑人类胚胎技术的法律通过，贺建奎也因此入狱。 2023 年底，美国 FDA 批准了 Casgevy，这是人类历史上第一个获批的 CRISPR 疗法，这正是用来治疗大名鼎鼎的镰刀型贫血症的。 镰刀型贫血是因为成人血红蛋白基因突变，但人体胎儿期有另一种血红蛋白 HbF，出生后会被“关闭”，CRISPR 敲除关闭 HbF 的基因 BCL11A，就可以让患者重新表达胎儿血红蛋白，绕过缺陷。 乍看之下，2023 年批准的 Casgevy 技术和 2018 年贺建奎编辑 CCR5 基因好像没有本质上的区别，都是为了免疫某种疾病，为什么贺建奎最终坐牢，而 Casgevy 技术最终获批？ 其实是这样的，Casgevy 技术编辑的只是患者自己的血液干细胞，这些细胞被取出编辑，然后再输回患者体内。编辑的效果只会存在于这一个人身上，不会遗传给他的后代。伴随着这个人的死亡，被编辑过的基因也就消失了。 但是贺建奎编辑的是人类胚胎，受精卵里每一个细胞都携带着这个编辑基因，这个基因会遗传给他们的后代，留在人类基因库里。 贺建奎开了这个先例，虽然马上被法律堵住了，但真的能永远堵住吗？恐怕很难。 因为我们很难真正阻止一个技术从治疗疾病走向优化身体。假如某种药物可以治疗多动症，然后没有多动症的人发现吃了这种药物之后也能让自己更加专注，提高智力表现，他能够忍住不用吗？就算他不用，别人用了怎么办？ 基因编辑技术现在可以用来治疗某些疾病，但谁能够忍住不用它来优化一下身体呢，一开始仅仅是些不大不小的优化，处于治疗疾病与优化的模糊地带。再之后则是大幅度提高智力、体能、外表，最终走向按需定制基因组合。 就算法律禁止也难免有人不惜违法也要编辑，就算某个国家的法律禁止了，但如果另一个国家法律开了口子允许呢？还是那个问题，别人编辑了，你怎么办？ CRISPR 给了人类一把可以改写生命本身的笔，但人类最终会不会用这支笔来改写自己，又会改写成什么样子，现在谁也不知道。 查看知乎讨论

  • 情报分类：技术学习与提效
  • 分类依据：内容涉及技术、AI、软件工具或工程实践
  • 信息来源：资讯 / 知乎日报
  • 发布时间：2026/9/17 07:21:47