Nature：CRISPR，数数那些有前景的应用领域

　　

生物通报道  CRISPR, 这一强大的基因编辑技术成为了继PCR之后最大的游戏规则改变者，给生物界带来了巨大的冲击。6月3日，Nature网站发表了一篇题为“CRISPR, the disruptor”的长篇文章，向我们娓娓讲述了CRISPR的好，CRISPR的坏，和那些仍然未知的事情……

上接：Nature：CRISPR带来的一场生物医学大变革

编辑除去疾病

去年，麻省理工学院生物工程师Daniel Anderson和同事们采用CRISPR，在小鼠中纠正了与一种叫做酪氨酸血症（tyrosinaemia）的人类代谢性疾病相关的突变。这是人们第一次应用CRISPR来修复成体动物中的一种致病突变——这是朝着将这一技术应用于人类基因治疗迈出的重要一步。

CRISPR有可能推动基因治疗领域，这一想法让科学界和生物技术界都感到异常的兴奋。但除了突显出CRISPR的潜力，Anderson的研究也表明了这条道路还很漫长。为了将Cas9酶和它的导向RNA导入到靶器官肝脏中，研究小组不得不将大量的液体泵送到血管中——这通常被认为在人体中是行不通的。并且实验只纠正了0.4%细胞中的致病突变，对许多的疾病而言这样低的效率不足以造成影响。

在过去的两年里，几家公司如雨后春笋般涌现出来致力于开发基于CRISPR的基因治疗，Anderson和其他人认为首个基于CRISPR的基因治疗临床试验将发生在未来的一两年内。首批试验将有可能是将一些CRISPR元件直接注入到诸如眼睛内组织中，或是可以从身体中分离出、在实验室进行改造然后再置于身体原处的细胞中。例如，可以纠正一些造血干细胞来治疗镰状细胞病或是β-地中海贫血等疾病。将Cas9酶和导向RNA传递到许多其他的组织中去将会是一个较大的挑战，但研究人员希望有一天可以利用这一技术来解决广泛的遗传疾病。

但许多的科学家们警告说，在安全和有效地运用CRISPR之前还有许多的工作要做。科学家需要提高编辑的效率，并同时要确保它们不会在基因组的别处引入一些会对健康造成影响的改变。

将CRISPR应用于农场

在Anderson和一些研究人员致力于改造人类细胞DNA的同时，另一些研究人员将目标转向了农作物和家畜。在基因编辑技术出现之前，通常是将基因和来自于细菌、病毒或其他物种的序列（用于驱动基因表达）一起插入到基因组中的随机位点。但这一过程效率低下，它一直是不喜欢将来自不同物种的DNA混合到一起，或是担心这样的插入会破坏其他基因的一些批评人士的攻击点。并且，让转基因作物获准使用是一个复杂且费用高昂的过程，以致大多数的转基因作物都是一些大商品作物例如玉米和大豆。

有了CRISPR这种情况有可能会发生改变：易于使用且成本低廉有可能会使得对较小的特种作物以及一些动物进行基因组编辑变得可行。在过去的数年里，研究人员利用这一方法改造了小猪，并生成了一些抗病小麦和水稻。他们还在遗传改造去角牛、抗病山羊和富含维生素的甜橙方面取得了一些进展。Doudna预计她的CRISPR改造生物列表还将继续增长。

需要指出的是，CRISPR能够精确地编辑存在的DNA序列来实现更精确的改造，但这也使得监管者和农民更难识别遗传改造生物。北卡罗来纳州立大学科学政策研究者Jennifer Kuzma说：“进行基因编辑后，不再能够真正地追踪转基因产品。将难以检测到一些东西是常规发生了突变或是进行了遗传改造。”

改造生态系统

除了农场，研究人员还在考虑如何对野外的一些生物体采用CRISPR。他们将大部分的注意力都放在了一种叫做基因驱动（gene drive）的方法上，其可以使得一种编辑基因在种群内快速繁衍。这项工作还处于早期阶段，但这一技术也可以用来消灭携带病原的蚊子或虱子，或除去入侵植物或消除猪草的除草剂抗性。

但也有许多的研究人员对改变一个种群或是完全消除它深感忧虑，这有可能会给生态造成严重或未知的后果。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

CRISPR, the disruptor

A powerful gene-editing technology is the biggest game changer to hit biology since PCR. But with its huge potential come pressing concerns.