科学探索|人类对遗传学的研究，是从你碗里那粒豌豆开始的( 二 ) 人类对遗传学的研究，是从你

三、基因编辑是怎么回事？
基因编辑，顾名思义，就是对目标基因进行编辑改造的技术，能对生物体基因组特定目标基因进行修饰一种基因工程技术。从理论上来讲，我们是可以将控制单眼皮的基因“改造”成控制双眼皮的基因。
目前国际上最热门的基因编辑技术就是CRISPR/Cas9，这种技术能够通过“剪切和粘贴”脱氧核糖核酸（DNA）序列来编辑基因组，不管是对动植物还是对细菌的基因都能进行编辑，应用范围非常广泛，不仅可以研究动植物各个基因的功能，还能用于人类的基因治疗领域中。

文章图片

形象来讲，Cas9就好像剪刀/扳手，能在指定位置拧断DNA，进行基因编辑（图片来源：wikipedia）
CRISPR/Cas9系统最早是在大肠杆菌中发现的。科学家在研究该细菌的基因时，偶然发现了一段重复的回文序列，即该序列两端的某些碱基对重复出现。这类密码后来又在众多细菌的基因组被发现。有科学家意识到这肯定不是一个巧合，经过缜密研究发现这一类密码应该是细菌抵御外来DNA入侵的工具手段。
后续系列研究表明，CRISPR/Cas9 系统可以将入侵噬菌体和质粒DNA的片段整合到 CRISPR 中，并利用相应的 CRISPR RNAs（crRNAs）来指导同源序列的降解，从而提供免疫性。
看到这里，相信大家已经想到了，只要将这类密码子进行定向改造，让它去降解特定的DNA片段，就能实现对目标DNA的编辑了。
很快，来自加州大学伯克利分校的结构生物学家詹妮弗·杜德纳（Jennifer Doudna）和瑞典于默奥大学的埃马纽埃尔·卡彭蒂耶就通过体外实验证实了这一想法。接下来就有人利用CRISPR/Cas系统实现了对斑马鱼、真菌及细菌的基因编辑，张锋实验室将其成功地运用到了哺乳动物细胞上。

文章图片

利用 CRISPR/Cas9 技术生产基因修饰猪（图片来源：生物医学工程学杂志）
现如今，CRISPR/Cas9基因编辑技术是生物学和医学领域最重要的革命之一，已经成功地实现了对果蝇、线虫、大鼠、猪、羊、以及水稻、小麦、高粱等多种生物的基因组精确修饰。甚至在一些疾病的基因治疗的应用领域都展现出极大的应用前景，例如血液病、肿瘤和其他遗传疾病。
随着人们对CRISPR/Cas9基因编辑技术的了解，也逐渐发现了它的不足，即严重的脱靶效应。因为CRISPR/Cas9系统在细菌体内只需要做到不误伤自身DNA即可，然而当它用于基因编辑时，就可能因为靶点识别不准确、切割不准确或者对无法对切割位点进行精确编辑而无法完成对目标基因的编辑。因此人们也正在不断地开发新的技术，相信未来，基因编辑也将会更加成熟。
回到单眼皮基因的问题上，我们是否可以通过基因编辑技术来使我们变得更加漂亮呢？从理论上来讲是可以的，不过要在你还是个受精卵的时候进行编辑，这样才能保证你长大之后是双眼皮。
其实，小伙伴们大可不必纠结，正因为基因的多样性的存在，才造就了人与人的不同，每个人的美丽也是独一无二的。相较于依靠基因编辑改变容貌，也许我们更应该学会的，是从心底里欣赏自己，接纳自己独特的美丽。
出品：科普中国
作者：芦晓苇（中国科学院微生物研究所）
【科学探索|人类对遗传学的研究，是从你碗里那粒豌豆开始的】监制：中国科普博览