基因编辑技术获诺奖是为什么？

剪切、复制、粘贴，生命的真相可能就是这么的朴实无华。

刚刚过去的2020年的诺贝尔奖化学奖颁给了发现基因编辑技术的两位女性科学家先驱——加州大学伯克利分校教授詹妮弗·杜德纳(Jennifer Doudna)和德国马普感染生物学研究所教授埃马纽尔·夏彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)。

在她们共同努力下，所发现的基因编辑技术叫作CRISPR/ Cas9，简单来说，就是我们人类找到了细胞基因当中的一套工具，可以执行剪切、复制和粘贴的任务，去掉不想要的基因片段，换上想要的基因片段，进而可以改造动植物、细菌等生物体的基因构成。

现在，这套基因编辑技术稳定高效，已经被全球各地的研究人员应用在各种生物的基因修复、基因改造等应用当中。要知道，这一技术从发现到今天的广泛应用还不到10年时间，该项技术一经诞生就被人们视为21世纪最为重要的生物发现之一。

可以说，人类这次干了比普罗米修斯盗取天火更为了不得的事情，可以像传说中的上帝一样，拥有了改造甚至制造新物种的能力。相比较于大自然缓慢的生存演化，这一次人类可以手握基因剪刀，干脆利索地改变众多物种的基因性状，包括我们人类自身。

作为对科学乐观一派的人们，很容易看到基因编辑技术在生物学、医学，以及农业、健康领域的巨大商业前景。但在理性乐观的背后，我们也不能不警惕基因编辑技术有可能带给人类的巨大技术风险和伦理困境。

一般来说，我们总是用“凡事都有两面性”来笼统地解释一切，但这样往往难以得到任何有益信息。面对基因编辑技术这一全新事物，我们不妨把问题剖开，看清其可能带来的问题，才能更好地决定如何发展这一技术。

CRISPR/Cas9：一把“锋利”基因剪刀手

想要完成一次基因编辑，只需要3步：1、找到要剪掉的DNA;2、剪掉它;3、把想要用的DNA安上去。

整个过程就是这么简单。当然科学家不是真的发明一把“剪刀”去修剪DNA分子，而是利用细胞体内特定的蛋白酶和RNA分子去完成这项“编辑”工作。

其中，CRISPR(成簇的、规律间隔的短回文重复序列)，就是这段等待编辑的基因序列，Cas9就是科学家选出来负责进行DNA剪切的蛋白酶中的一种。

最初，两位科学家发现，细菌体内的CRISPR基因序列分布中入侵到细菌体内的病毒身上获取的特殊DNA片段，这些DNA片段就是细菌利用DNA剪切酶Cas剪切该病毒的DNA片段再拼接到这段序列中。这一DNA片段起到对入侵病毒进行基因标记识别的作用，一旦该病毒再次入侵，细菌就能通过这段获取的材料(病毒DNA)制造出与病毒序列互补的导向RNA片段，与DNA剪切酶Cas一起协作识别出病毒，并将其切除，阻止病毒复制。

CRISPR/Cas9的这一波操作堪称教科书般的指导手册，受此过程启发，研究人员通过设计导向RNA，使之与细胞基因组的特定位点相结合，将Cas酶定位到该基因位点进行切开。DNA被切开后将引发DNA的修复，从而研究者可以将自身想要利用的DNA片段“粘贴”到这一点位，从而完成精准的编辑。

虽然我们大多数人无法亲见这一实验，但是可以通过这一描述大概想象出基因剪辑的全过程，实在是令人惊叹不已。

值得强调的一点是，被编辑过的基因片段是可以通过生物遗传将这一性状给延续下去的。小细菌可以通过基因编辑的性状，让后代也能识别和打败它们曾经感染过的病毒，人类也可以通过基因编辑，不仅从胚胎时候就能改良一个生命的基因，还能将这一改良后的基因传给后代。

想一想这是不是非常令人激动，但这也正是巨大的问题所在。

基因编辑技术：毁誉始终“如影随形”

CRISPR/Cas9基因编辑技术“有用的令人难以置信”。这是在2012年人们对这项基因编辑技术展开各项试验后一致的感受。

2005年，西班牙微生物学家Francisco Mojica首次在《分子演化》杂志中发表了他的新发现，细菌和古细菌当中广泛存在一种能够识别此前感染过它们的病毒基因特征的免疫机制，并首次提出了CRISPR这一术语，成为这一系统的首个发现者。

后来，马纽尔·夏彭蒂耶在一种叫化脓性链球菌的细菌中，发现了一种前所未知的分子tracrRNA，正好处在其免疫系统CRISPR / Cas当中，并发现其可以通过切割病毒的DNA分子使其失效。

2011年，夏彭蒂耶开始和拥有丰富的RNA知识的生物化学家杜德娜合作，两人成功地实现了通过人工设计的向导RNA可以让Cas9蛋白酶切割任意指定的片段DNA序列，开启了人类基因编辑的新阶段。