Ilya Finkelstein在講述德克薩斯大學(xué)科學(xué)家及其同事在著名的學(xué)術(shù)期刊Cell中獲得該項目的起源時笑了笑。根據(jù)同行評審的文章，他們找到了一種方法讓科學(xué)家們更安全地使用一種稱為CRISPR的新型基因編輯技術(shù)- 這種技術(shù)已經(jīng)將大部分科學(xué)世界卷入了看似奇妙的辯論中，例如是否創(chuàng)造了不需要的蘑菇。超市中的褐色可能會導(dǎo)致人們制造新動物或訂購設(shè)計師DNA的嬰兒。

感謝CRISPR，辯論不再是受科幻電影啟發(fā)的抽象論據(jù)。那些經(jīng)過CRISPR修飾的蘑菇成了商店的貨架。2015年，中國科學(xué)家通過使用CRISPR來操縱人類胚胎，讓世界大部分地區(qū)感到震驚，這項實驗在許多科學(xué)家擔(dān)心的情況下失敗了。僅僅兩年之后，由于CRISPR的倫理和法律影響僅略微清晰，十幾項臨床試驗正在人體細胞上使用該技術(shù)，本月早些時候?qū)θ祟惻咛サ难芯揩@得了國際頭條新聞。

根據(jù)他們的論文，F(xiàn)inkelstein和他的同事已經(jīng)開發(fā)出一種技術(shù)，它基本上使得CRISPR不太可能對它所修飾的基因進行爭奪。他們說，他們的工作可以幫助科學(xué)家治愈糖尿病等疾病，同時顯著降低癌癥等副作用的風(fēng)險。

這一突破是合作的結(jié)果，聽起來像是一個關(guān)于一群不匹配的人走進酒吧的笑話 - 一個機械工程師，一個數(shù)學(xué)家，一個生物化學(xué)家和一個天體物理學(xué)家。它始于一個謙虛的請求：

“有沒有人想要通過垃圾挖掘博士學(xué)位?”

Finkelstein于2014年開始提供此項服務(wù)。作為分子生物科學(xué)系的助理教授 - 他的實驗室致力于研究人類基因組與衰老的關(guān)系 - 他一直在尋找與CRISPR合作的機會。

科學(xué)家在酸奶培養(yǎng)實驗中發(fā)現(xiàn)了這項技術(shù) - 其名稱簡稱為“聚集在一起的間隔短回文重復(fù)序列”。他們發(fā)現(xiàn)細菌具有可以非常有效地對抗病毒的免疫系統(tǒng)。其他科學(xué)家擴展了這個想法;最終來自CRISPR，它利用細菌用來保護自己的系統(tǒng)。它允許研究人員使用蛋白質(zhì)切出選定的DNA片段，并在需要時插入新片段。

CRISPR足夠快，過去需要數(shù)月或數(shù)年的實驗可以在幾天內(nèi)完成，加快科學(xué)進步的步伐。這項技術(shù)傳播得如此之快，德克薩斯大學(xué)沒有人確定有多少科學(xué)家在他們的實驗中使用了CRISPR。

科學(xué)家們?nèi)匀辉诖_定CRISPR分子與各種DNA相互作用的各種方式。一個關(guān)鍵問題：CRISPR分子的準確度如何?他們有時會將一個DNA序列混淆為另一個序列，而不是另一個而是剪斷一個序列嗎?你是如何測試的?

Finkelstein是科學(xué)家中的一員，他們對該技術(shù)可以為人類做些什么感到興奮，例如，通過提高作物產(chǎn)量。但他提醒說，這項技術(shù)還遠遠沒有準備好完成修改成人每個細胞DNA的令人難以置信的復(fù)雜任務(wù)，并且還沒有準備好用于人類胚胎。

“那說，沒有人在聽我說話，”他告訴奧斯汀美國政治家。“那么為什么不試著讓這更安全呢?”

這個想法始于一個昂貴的DNA測序儀，F(xiàn)inkelstein實驗室上面的研究人員一直用它來分析人類的基因。在將DNA放入機器之前將DNA加載到特殊載玻片上，該機器使用化學(xué)過程來分析DNA。使用后，這些載玻片被丟棄 - 完成DNA。芬克爾斯坦看到了一個可以測試CRISPR的遺傳物質(zhì)的現(xiàn)成來源。

問題是：芬克爾斯坦很難找到有興趣加入這個項目的人。

“我想這個故事的寓意是，a)不要試圖通過告訴人們他們將通過垃圾挖掘來推銷項目，以及b)找到一個太無畏或天真的人來知道他們在做什么，”他說。

除了歪曲的觀察之外，科學(xué)家們對CRISP所做的工作超越了進化。芬克爾斯坦指出，人們現(xiàn)在可以使用水母基因來制作綠色玉米 - 這種東西永遠不會自然進化。

“基本上，我們正在縮短進化?，F(xiàn)在我們可以做進化永遠不會做的事情，”芬克爾斯坦說。“我們正處于'Gattaca'時刻，”他補充說，引用了1997年關(guān)于基因操縱的科幻電影，“我真的這么認為。”

由于芬克爾斯坦正在尋找?guī)椭?ldquo;時刻”更安全的人，卡格里薩蘭正好想找一個可以工作的項目。

Savran是普渡大學(xué)的機械和生物醫(yī)學(xué)工程教授。他的實驗室制造醫(yī)療設(shè)備，例如測試血液雜質(zhì)的傳感器。他曾與UT教授Andy Ellington合作，當(dāng)2014-15的休假機會出現(xiàn)時，Ellington說服Savran在奧斯汀度過。

Savran希望通過與實踐“基礎(chǔ)科學(xué)”的人合作，從工程世界中脫穎而出。他認為他可能會從普渡大學(xué)帶來他的一個項目。相反，Ellington走過Savran穿過走廊，并將他介紹給Finkelstein。也許，Ellington建議，Savran可以使用DNA幻燈片進行實驗，F(xiàn)inkelstein注意到他們正坐在垃圾箱的一層樓上。

薩凡同意了。他不知道該項目缺少科學(xué)家。

“我是工程師，”他告訴政治家。“我喜歡小工具，尋找小工具并將它們拆開并將它們放在一起，即使我必須將零件從垃圾中拉出來。”

從事這個項目的團隊最終變得如此之大，以至于有三人被列為論文的主要作者，還有另外10人作為共同作者。團隊成員說這個項目很有效，因為他們可以融合不同的技能，心態(tài)和方法。被列為主要調(diào)查員的芬克爾斯坦表示，他的貢獻歸結(jié)為兩個主要工作：“一個，幫助他們互相交談，一個，以保持關(guān)燈。”

團隊面臨的根本挑戰(zhàn)是：編制令人難以置信的大量數(shù)據(jù)，以確切了解CRISPR是否可以信任其完成其支持者所說的內(nèi)容。為此，Savran制造了一臺安裝在高分辨率顯微鏡上的機器。為了使用它，科學(xué)家們加載由DNA測序儀產(chǎn)生的載玻片，然后用包含CRISPR蛋白的溶液噴射它們。然后該裝置追蹤各種蛋白質(zhì)及其與DNA各部分的相互作用。

它基本上可以同時執(zhí)行許多小型實驗。

機器的設(shè)計和軟件是開源的。這意味著，理論上，任何有資金的人都可以建立一個并運行它。Savran說他的挑戰(zhàn)包括讓機器變得足夠簡單，以至于任何生物學(xué)生都可以使用它，堅固到?jīng)]有人會破壞它，而且足夠可靠，“你沒有讓它在一個非常昂貴的顯微鏡上泄漏”。

其他挑戰(zhàn)需要其他專業(yè)。例如，人類細胞大部分是空的空間，這些細胞中的DNA如此之小且相距很遠，因此映射它們就像繪制宇宙一樣。所以Finkelstein招募了William Press，他是一位UT天體物理學(xué)家，他已經(jīng)擴展到計算機科學(xué)和“計算生物學(xué)”。Press和他的團隊幫助編寫軟件來跟蹤幻燈片上發(fā)生的事情 - 一個基于用于繪制宇宙遠景的系統(tǒng)。

UT團隊希望這項工作能夠成為全球各種CRISPR測試的基礎(chǔ)。

這是道德辯論符合人類進步現(xiàn)實的地方。

在本月早些時候發(fā)表在“自然”雜志上的一項研究中，科學(xué)家解釋了他們?nèi)绾纬晒庉嬋祟惻咛ブ械幕?，以修?fù)導(dǎo)致致命心臟病的常見嚴重突變。正如“紐約時報”的一篇文章指出的那樣，“該研究標志著一個重要的里程碑，雖然距離臨床使用還有很長的路要走，但它提出了基因編輯有朝一日可以保護嬰兒免受各種遺傳病癥影響的前景。”

文章補充說：“這一成就也是人類基因工程的一個例子，曾經(jīng)令人擔(dān)憂和不可想象，并且肯定會重新出現(xiàn)道德問題，有些人可能會嘗試設(shè)計具有某些特征的嬰兒，如更高的智力或運動能力。”

UT研究人員設(shè)想他們的工作被用來幫助預(yù)防或治療疾病 - 為人們量身定制個體基因療法，而不是為新型人群量身定制。UT的假設(shè)問題是：如果科學(xué)家能夠發(fā)現(xiàn)特定的CRISPR蛋白是否可以治愈糖尿病病例，還會導(dǎo)致癌癥怎么辦?

芬克爾斯坦認為，如果可以，他們應(yīng)該 - 即使他們不能使技術(shù)完美。

“無論何時你看到這種精密切割，你總是擔(dān)心在錯誤的地方切割，”芬克爾斯坦說。“沒有什么是完美的。問題是我們能否承受風(fēng)險。”

Savran使用了更具奧斯汀特色的論點。

“我必須習(xí)慣的一件事是奧斯汀地區(qū)的交通，”他說。“我必須特別注意盡可能安全地駕駛。即便如此，也存在風(fēng)險。但至少對我來說，這樣的好處值得冒險。”