基因可编程 返老还童不再是幻想?

2016年11月11日 11:04 来源:北京日报
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  最近几年,一项被称为CRISPR(基因剪刀)的前沿技术备受关注,它是生物工程师眼中攻克疑难疾病的希望。简单来说,它像一把DNA的分子手术刀,精准剪切人体基因出现错误的位置,从而治愈疾病。2015年,美国《科学》杂志已将这项技术评为全球科学界的“年度头号突破”。

  你是否设想过,艾滋病、癌症可以被根治,秃头、肥胖等“不完美”可以轻松摆脱,甚至有一天,人类真的可以返老还童?日前在京举行的腾讯WE大会上,来自斯坦福大学的教授Lei Stanley Qi(亓磊)发表演讲,向人们展示了基因编程技术的美好前景。

  最近几年,一项被称为CRISPR(基因剪刀)的前沿技术备受关注,它是生物工程师眼中攻克疑难疾病的希望。简单来说,基因剪刀技术有两大功能,一个是GPS定位,另一个则像一把DNA的分子手术刀,精准剪切人体基因的某个位置。这与计算机编程的流程相似,我们可以“插入”一个基因,“删除”一个基因,或是“修改”一个错误的基因。

  如果人类实现上述这样的“生命编程”,那么,很多疾病将不再让人谈虎色变。

  以艾滋病为例,主要原因在于HIV病毒感染人的免疫系统,并且长时间潜伏造成免疫系统的缺失。目前,治疗艾滋病的主要方式是通过控制HIV传播,延缓HIV的发作,治疗成本非常昂贵,而且并不能从根本上消灭HIV。

  根据麻省理工大学医学院的研究,生命编程方式有望根治HIV,即利用基因剪刀技术将造成艾滋病的HIV病毒序列从细胞基因组里删除掉,从而让HIV病毒从病人体内永久消失。有了这样的基因利器,艾滋病的威胁将不复存在。

  然而,亓磊在研究时发现,CRISPR基因剪刀虽然强大,但有时也会犯错,而一旦这种错误发生在人体的生殖细胞里,还会传给后代,形成新的遗传病,并且很难逆转。

  于是,他们发明了一种新技术叫做CRISPRi(基因开关),去除了剪刀功能,不会对DNA造成任何损伤,但保留GPS功能,能精准定位某个基因的位置,再通过改变基因表达方式来加以修复。相对柔和的基因修复模式,也能让一些造成疾病的风险性基因从病人体内消失,从而避免糖尿病、癌症、乙肝、艾滋病的困扰。

  爱美之心人皆有之,越来越多的现代人却深受肥胖、秃头、少白头等遗传缺陷的折磨。亓磊解释,这实际上是遗传DNA发生了错误,可以通过基因修复来轻松解决。目前,生物工程师正在使用基因编程工具,为多种遗传病寻找解决方案。

  这把神奇的“钥匙”也能打开一些对人体有益的基因。在实验室里,通过使用很多把这样的“钥匙”,同时在人体细胞里打开或关闭上百个基因,就能达到非常复杂的生命编程过程。以治疗癌症为例,可以给免疫细胞编程,让它们精准“作战”,只去杀死需要杀死的癌细胞。

  在不太遥远的未来,用生命编程的方式返老还童,也并非天方夜谭。最近,亓磊的团队和斯坦福医学院临床医生通过编程干细胞的方式,让干细胞短时间内快速再生出高质量的骨头,从而解决了老年人和糖尿病患者的骨再生难题。同样的方法也可以适用于更复杂的器官,比如让心脏恢复功能。

  引人关注的是,刚刚起步的基因编辑技术已经引发关于“定制婴儿”等伦理问题的担忧。2015年年底,中美英等多国科学家和伦理学家在华盛顿举行“人类基因编辑国际峰会”。会后声明划出的红线是,禁止出于生殖目的而使用基因编辑技术改变人类胚胎或生殖细胞。这意味着用“基因剪刀”帮助人类治病可以,但不能用它来制造完美的下一代。

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