限制性核酸內(nèi)切酶是可以識別并附著特定的脫氧核苷酸序列，并對每條鏈中特定部位的兩個脫氧核糖核苷酸之間的磷酸二酯鍵進(jìn)行切割的一類酶，簡稱限制酶。那么，你知道“基因剪刀”能否剪掉基因遺傳疾病呢?

因為實現(xiàn)了對“生命密碼”的改寫，兩位女科學(xué)家詹妮弗·杜德納和埃馬紐爾·夏彭蒂耶摘得2020年諾貝爾化學(xué)獎。她們發(fā)明的基因修飾方法CRISPR-Cas9現(xiàn)如今已經(jīng)在全球各大實驗室開展了使用。用“基因剪刀”改寫“生命密碼”，未來是否能徹底解決人類的基因遺傳疾病，即將揭曉。

重寫“生命密碼”，“基因治療”的革命性技術(shù)

在獲獎之前，CRISPR-Cas9基因組編輯技術(shù)一直被業(yè)界認(rèn)為是諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的最大熱門之一，前兩屆一直呼聲很高，此次終于獲獎也被認(rèn)為是實至名歸，只不過捧得的是諾貝爾化學(xué)獎。

CRISPR-Cas9被譽為“基因魔剪”，是目前基因編輯領(lǐng)域最前沿的辦法，也是基因治療的一項里程碑式技術(shù)。

什么是基因治療?“基因治療是將外源基因通過一些高新技術(shù)，靶向?qū)爰?xì)胞，從而糾正和補償有缺陷基因?qū)е碌募膊〉囊环N生物醫(yī)學(xué)技術(shù)。”南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)系系主任陳熹教授告訴記者，基因治療按操作可以分為基因矯正、基因置換、基因增補或者基因失活。通俗地說，要么矯正壞的基因，要么換掉一個，或放進(jìn)去一個新東西來補償它失去的作用，或把這個壞的基因沉默掉。

從上世紀(jì)60年代，就開始有一些比較有遠(yuǎn)見的科學(xué)家提出了基因治療的相關(guān)概念。1990年，被譽為基因治療之父的威廉·弗蘭奇·安德森成功完成了首例基因治療人體試驗，激發(fā)國外大量醫(yī)療機(jī)構(gòu)和醫(yī)藥公司涌入基因治療這個領(lǐng)域。

但沒幾年基因治療就發(fā)生了陷入低谷的事件，18歲的男孩杰西格爾辛格，在參加賓州大學(xué)I期臨床試驗的時候，發(fā)生了由于病毒載體引發(fā)的強烈免疫排斥，導(dǎo)致全身器官衰竭而死亡。從2004年發(fā)展至今，大家又回歸了理性，將研究重點回歸于技術(shù)開發(fā)本身，而不是急于在技術(shù)不成熟的時候開展臨床試驗。通過這一階段研究，相繼發(fā)展出了三個革命性的技術(shù)，基因編輯技術(shù)就是其中之一。

“基因剪刀”既能剪輯，還能修正

“DNA(脫氧核糖核酸)是儲存人類遺傳信息的重要物質(zhì)，基因上攜帶的信息狀況，便決定了人類的外部展現(xiàn)。因此，通過‘基因剪刀’剪輯、修飾或是替換基因上的信息，可以實現(xiàn)功能分子蛋白質(zhì)的調(diào)控，理論上實現(xiàn)治療任何疾病的可能。”陳熹教授告訴記者，“基因剪刀”是中文的一個形象比喻，它不是一把真正的“大剪子”，而是一種具有RNA導(dǎo)向的核酸酶，能夠通過DNA(脫氧核糖核酸)剪切技術(shù)治療多種疾病，有時又像“涂改液”一般，將基因上錯誤的信息進(jìn)行修正，是近年來炙手可熱的一種基因治療方法。

通過對DNA的修剪，科研人員可以關(guān)閉某個基因或引入新的基因片段，從而達(dá)到治病目的，非常高精度地改變動物、植物和微生物的DNA。

此次獲獎的兩位科學(xué)家發(fā)明的CRISPR-Cas9，是對靶向基因進(jìn)行特定DNA修飾的技術(shù)，是目前基因編輯領(lǐng)域最前沿的方法，被譽為“基因魔剪”。CRISPR是基因組DNA上的一段特殊的序列，源于細(xì)菌及古細(xì)菌中一種獲得性免疫系統(tǒng)，能夠識別出入侵細(xì)菌的病毒，并通過一種特殊的酶破壞入侵的病毒。天然的CRISPR-Cas9基因剪刀可以識別病毒中的DNA，但是今年被授予諾貝爾化學(xué)獎的兩位科學(xué)家證明了我們可以控制它們，以便在預(yù)定位點切割任何DNA分子。在此之前，研究人員若要發(fā)現(xiàn)生命的內(nèi)部運作原理，就需要修飾細(xì)胞中的基因。這項工作曾經(jīng)十分耗時、困難甚至有時是不可能。而使用 CRISPR-Cas9基因編輯工具，現(xiàn)在可以在幾周的時間內(nèi)更改生命編碼。

兩位科學(xué)家能夠獲獎，贏在了首次體外證明

根據(jù)公開的報道信息，多位科學(xué)家都在“基因剪刀”的研發(fā)中作出貢獻(xiàn)。比如美國麻省理工學(xué)院——哈佛大學(xué)博德研究所張鋒實驗室，他們成功改造CRISPR系統(tǒng)，實現(xiàn)了在哺乳動物細(xì)胞(包括人類細(xì)胞)中的基因組編輯。

但最終獲得諾貝爾獎?wù)J可的是詹妮弗·杜德納和埃馬紐爾·夏彭蒂耶，對此陳熹認(rèn)為，這與兩位科學(xué)家在《科學(xué)》雜志發(fā)表的論文有著密切關(guān)系。2012年6月，詹妮弗·杜德納和埃馬紐爾·夏彭蒂耶在《科學(xué)》雜志發(fā)表論文，證明了CRISPR-Cas9可以進(jìn)行基因編輯。

論文中，兩位女性科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的研究團(tuán)隊首次在體外證明使用Cas9的CRISPR系統(tǒng)可以切割任意DNA鏈，指出CRISPR在活細(xì)胞中修改基因的能力。這是最早發(fā)表的把細(xì)菌天然免疫系統(tǒng)演變成CRISPR-Cas9基因編輯工具的工作。

人類基因遺傳疾病未來或?qū)⒌玫綇氐捉鉀Q?

陳熹介紹，目前基因修飾方法CRISPR-Cas9已經(jīng)在全球各大實驗室廣泛使用，作為流行的基因編輯技術(shù)，科學(xué)家通過它可以高效、精確地改變、編輯或替換植物、動物甚至是人類身上的基因，經(jīng)過改造的CRISPR技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和生物醫(yī)藥領(lǐng)域。

有了這樣一把“大剪子”，是否意味著人類的基因遺傳疾病將得到徹底解決?陳熹表示“基因剪刀”也有著較為明顯的缺陷，脫靶效應(yīng)一直是阻礙其應(yīng)用的關(guān)鍵障礙之一。在基因中，長相頗為相似的信息數(shù)量極多。因此，“基因剪刀”在對基因信息進(jìn)行修飾時，很容易出現(xiàn)“誤傷”或是“路癡”的狀況，存在著小概率的“跑偏”，不小心傷及其他基因，這便是基因編輯中的“脫靶”。這個問題對于日趨精準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)治療來說，無疑是致命的，也是科學(xué)家們不懈奮斗的關(guān)鍵所在。

與此同時，基因編輯所面臨的倫理爭端，也是科學(xué)界普遍存在爭議的話題之一。“我們?nèi)绻麑ι臣?xì)胞進(jìn)行治療，稍微過線一點，可能將修飾基因傳給后代從而擴(kuò)散到人群中，也可能定點改變?nèi)说恼Ｌ匦浴?rdquo;陳熹介紹，目前，基因編輯不可以在能發(fā)育成人的胚胎細(xì)胞上進(jìn)行操作。但在未來，一些遺傳病的基因編輯早期臨床試驗獲得允許，也并不是沒有可能。

好了，以上便是今日小編為大家?guī)淼年P(guān)于基因剪刀”能否剪掉基因遺傳疾病的最新報道了，希望這篇基因剪刀”能否剪掉基因遺傳疾病的文章能夠幫到你，感謝大家的閱讀。