設計人體，復活滅絕物種，致使生物不育，CRISPR基因編輯將使大自然屈服人類意志？

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《X檔案》描述 CRISPR 基因編輯

基因編輯技術不是什麼新鮮事，但可以精確編輯任何生物、任何細胞里的 DNA的CRISPR技術卻在近年大熱。

CRISPR是什麼？它指的是細菌細胞中「規律成簇的間隔短迴文重複」（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）。通俗地說，它是一個 DNA 序列，是一段基因記憶。

如今，科學家們有一種相對簡單又廉價的方式來閱讀、編寫和編輯生命的構建模塊，那就是名為CRISPR-Cas9的基因編輯技術。

雖然面世不過五年時間，但CRISPR 所具備的那種瞄準和修改特定DNA 片段的能力已經極大地推動了醫藥和農業領域取得科學突破的速度。

科學家甚至嘗試用CRISPR 技術來複活長毛象。包括比爾·蓋茨（Bill Gates）和西恩·帕克（Sean Parker）在內的投資人以及醫療公司為CRISPR的研究投入了數百萬美元，慈善事業也掏出數百萬美元，以支持科學家們研究基因疾病的療法；在中國，至少有七項人體臨床試驗在不斷取得進展。

這一切都始於一個科學家小團隊無意中發現一個已存在幾千年的有機生物過程。

這個團隊的領導者之一是分子生物學家詹妮弗·杜德納（Jennifer Doudna），她也是加州大學伯克利分校杜德納實驗室（Doudna Lab）的負責人。

杜德納合著了一本記錄CRISPR 發展的新書《造物的裂痕：基因編輯及其控制進化的奇妙能力》

（A Crack in Creation: Gene Editing and the Unthinkable Power to Control Evolution）。

「CRISPR 是技術如何誕生的最佳例子，」杜德納說，「技術通常源自意想不到的地方。」然而，結果卻可能是不可預知而且危險的，這促使她不斷呼籲全球的人們用負責任的方式使用CRISPR。

讓我們一起看看CRISPR技術發明者之一詹妮弗·杜德納是如何描述這項技術的變革能力的。

你能想像嗎——能在廚房放幾個月都不會腐爛的番茄，能更好地經受氣候變化的植物，無法傳播瘧疾的蚊子，能與警察和士兵並肩作戰的強壯犬類，還有不再長出頭角的牛。

這些生物體聽起來似乎很不可思議，但多虧了基因編輯，它們已經存在了。而這只是開始而已。我在寫這段文字時，我們周圍的世界正在被CRISPR 顛覆，無論我們是否已做好準備。

未來幾年內，這門新的生物技術將為我們提供更高產量的農作物、更健康的家畜和更營養的食物。未來幾十年內，我們可能會見到經過基因改造、可為人類供應人體器官的豬——我們還可能會造出長毛象、有翼蜥蜴和獨角獸。我並不是在開玩笑。

我們即將邁入地球生命史的一個新紀元，意識到這一點讓我感到驚奇。

在這個新時代，人類對地球上物種遺傳組成的控制能力將達到前所未有的水平。過不了多久，我們將利用CRIPSR 使自然屈服於我們的意志，這是人類自史前時代就存在的夢想。

當這種意志指向具有建設性的事情，結果可能是十分美妙的——不過，這也可能導致一些無心或災難性的後果。

科學界已經感受到了基因編輯植物和動物的影響。

比如，研究人員已經利用CRISPR 技術，更精準且更靈活地在動物身上生成人類疾病——不僅在老鼠身上，而是任何能最好地體現相關疾病的動物，比如讓猴子患上自閉症，讓豬患上帕金森，讓雪貂患上流感。

CRISPR 技術一個最有趣的方面在於它能讓我們研究為某些生物體獨有的特徵，比如墨西哥蠑螈的肢體再生能力，鱂魚的衰老和甲殼類動物的骨骼發育。

我喜歡同事給我發的描述CRISPR 實驗的筆記和圖片，比如新發現的造就美麗蝴蝶翅膀圖案的遺傳因素，或者能夠入侵人類組織的傳染性酵母，對此，他們已經在個別基因的層面上將其切割。

這些實驗揭示了自然界的新真相以及將所有生物體捆在一起的遺傳相似性。這些發現令我特別興奮。

另一方面，有些基因編輯應用聽起來更像出自科幻小說而不是科學期刊。

比如，我驚訝地了解到有些研究團隊正利用CRISPR 來對豬的某些基因進行「人性化」，希望以異種器官移植的方式解決人類對器官的需求——也就是將豬（或者其他動物）身上的器官移植在人類受體裡面。

基因編輯技術還讓人類能對動物進行審美上的改造，有些公司已經利用該技術創造出新的寵物，比如體型維持在小狗大小的迷你豬。

而且，在一本已被搬上大屏幕的著名科幻小說中，我讀到有些實驗室正在進行一項名為「滅絕動物復活」的研究，也就是通過克隆或基因工程來複活已滅絕的物種。

我的朋友貝斯·夏皮羅（Beth Shapiro），即聖克魯斯加利福尼亞大學一位教授，便非常激動地利用這個策略來再造某些已經滅絕的鳥類，其目的是研究這些鳥類與現代物種的關係。

與此同時，某些研究人員正利用CRISPR 一點點將大象基因轉變成長毛象基因。

諷刺的是，CRISPR 也可能造就相反的結果：強制性使某些動物或病原體滅絕。是的，總有一天，CRISPR 或許會被用於消滅整個物種。

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[圖自 MIT]

十年前我的實驗室開始進入細菌適應性免疫系統的新領域時，我做夢都沒想到基因技術會被用於此道。

在這些以及其他領域的一些研究都具有提高人類健康和幸福的巨大潛力，但有些研究卻十分無聊，異想天開甚至是危險萬分。

我越來越意識到必須了解基因編輯的風險，尤其在該技術的應用越來越廣泛之時。

過不了多久， 我們將利用CRIPSR 使自然屈服於我們的意志，這是人類自史前時代就存在的夢想。

CRISPR 賦予我們徹底（且不可逆地）改變生物圈的能力，讓我們能根據自己的意志改寫組成生命的分子。我覺得，關於CRIPSR 所呈現的可能性，包括好的和壞的，我們的討論還遠遠不夠多。這是生命科學領域令人興奮的一刻，但我們不能得意忘形。

我們必須記住，雖然CRISPR 有足夠強大的潛力來改善我們的世界，但肆意搗弄生態系統的遺傳因素也可能造就意料之外的後果。

我們有責任去事先考慮到各個方面的結果，並在一切還來得及之前，就如何最好地在自然界使用基因編輯技術來展開一場全球性的、公共的、包容性的對話。

改變自然

自發現CRISPR技術之後，全球的科學家一直在尋找新的方式，將基因編輯用於植物和動物身上。下面是杜德納在《造物的裂痕》一書中提到的某些研究。

1.柑橘類水果

南卡羅來納州克萊姆森大學的研究人員正利用CRISPR 來創造可抵抗黃龍病或青果病的柑橘樹。過去十年來，這個疾病摧毀了美國的柑橘產業。

4、山羊

中國科學家利用CRISPR 來抑制控制陝北山羊毛髮生長的基因，陝北山羊的山羊絨是十分珍貴的材料。經過處理的山羊產出的羊毛比普通山羊多了三分之一。

3、猴子

中國的研究人員正利用CRISPR 來使猴子患上某些人類疾病，比如肌肉萎縮症和癌症。這讓「科學家能探索某些疾病的治療方式，同時不危及人類的生命安全，」杜德納說。

4、大豆

位於明尼阿波利斯的Calyxt 公司利用一個叫做TALEN 的基因編輯工具研發出「總體脂肪成分與橄欖油相似」的大豆，杜德納在書中寫道。這家公司計劃明年推出商用大豆油。

5、豬

密蘇里大學繁殖出了能抵抗豬繁殖與呼吸綜合征的豬。「每年，這種病毒讓豬肉生產商花費了5 億美元，」杜德納寫道，「更使豬肉產量降低15%。」

6、雞

澳大利亞一個團隊正在研究如何改寫雞的基因，來消除可引起人類對雞蛋過敏的蛋白質。

這些新的雞蛋可以被用於食物和疫苗中。

CRISPR的倫理學

定向基因的編輯可以造福人類，但若使用不當，也可能造就災難性的後果。下面是科學家們面臨的幾個困境。

「最糟糕的情況是CRISPR 技術的研究取得快速進展，」杜德納如是告訴《快公司》，「而人們卻未意識到這可能造就的影響。」因為如此，杜德納與其同事一直在提高人們關於下面問題的認識。

1、設計人類

編輯精子或卵細胞——也就是所謂的生殖系操縱——將會從源頭引入可遺傳的基因變化。這可以用於消滅基因疾病，但也可以用於某些不必要的研究，比如讓後代擁有藍色眼睛或高IQ。結果，幾家科學機構和國際衛生研究院呼籲暫停此類實驗。但是，杜德納寫道：「幾乎可以肯定，最終，生殖系編輯將能安全在臨床中使用。」

2、基因爆發

利用一種與GRISPR 相關、名為基因驅動的技術，生物工程師能用選定的特徵對DNA 進行重新編碼，這將以不尋常的速度傳給後代——以及在全人類中傳播。這能讓蚊子對引起瘧疾的寄生蟲產生抗性，或者編輯基因使雌性蚊子不育，以此徹底消滅害蟲本身。然而，這可能會導致不必要的變種傳播開來，甚至是將變化傳播到其他物種身上。「將基因層面上不可控的生物體釋放到環境中可能會很危險，」杜德納寫道，「在我們了解到某些特徵會導致什麼結果之前，這些特徵已經傳播到整個種群中。」

3、復活滅絕物種

長毛象再次在地球上行走？這是個艱難的任務，但科學家正在努力打造現實中的「侏羅紀公園」。「自從得知這樣的實驗，我就一直糾結於該將它們定義為可敬還是可悲，又或者是兩者之間，」杜德納寫道。這會提高地球的生物多樣性，但復活某些物種也可能為危險的病原體大開方便之門或者打亂生態系統。

‐End‐

文 | Noah Robischon

圖 | Fastcompany

編輯 | 黃子君

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