科技部推文基因编辑技术

基因编辑技术

基因编辑技术是一种能够比较精确的、能对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术或过程。而这一过程的核心便是编辑基因,这一过程主要依赖于经过基因工程改造的核酸酶,其主要作用就像剪刀一样,它能够在基因组中特定位置产生位点特异性双链断裂,从而诱导生物体通过非同源末端连接或同源重组来修复已经产生的特异性双链断裂,因为这个修复过程容易出错,从而导致靶向突变。这种靶向突变就是基因编辑。

技术方法与CRISPR技术

实现基因编辑技术的技术方法主要分为两类,其分别是同源重组与核酸酶这两种。其中,在现今应用最广泛的方法便是“规律间隔成簇短回文重复序列”又称为CRISPR技术。CRISPR是原核生物基因组内的一段重复序列,它使得病毒能把自己的基因整合到细菌的遗传物质之中,并利用细菌的细胞结构为自己的基因复制。但是细菌在进化过程中为了将病毒的外来入侵基因清除,从而进化出CRISPR-Cas9系统,利用这个系统,细菌可把病毒基因从自己的基因组上切除,这是细菌特有的免疫系统。

在科学家发现了这个免疫机制后进行了大量的研究和实验,并分析其工作模式,其中比较典型的模式是依靠一个复合物,该复合物能在一段RNA指导下,定向寻找目标DNA序列,然后将该序列进行切除。(即实现了基因的定点切除)。但是在这一过程中科学家遇到了很多的困难和问题,由于许多细菌免疫复合物都相对复杂,所以难以被人们高效利用。随着实验的不断深入,科学家逐步掌握了对一种蛋白Cas9的操作技术,并使用这种技术先后对多种目标细胞DNA进行切除。使得基因编辑技术进入了一个新的阶段。

基因编辑技术的技术应用

随着基因编辑技术近两年来的快速发展,这一技术已经开始应用于基础理论的研究和生产应用中,这些研究和应用,有助于生命科学中许多领域的发展。例如:动物基因的靶向修饰,这一技术可以实现对哺乳动物受精卵多个靶标的一次性同时敲除;植物基因的靶向修饰的应用则更加广泛。首先可以通过修饰内源基因来帮助设计所需的植物性状,这一点在农作物的应用非常广泛,大大增加了作物的产量以及抗虫害性。其次,可以产生耐除草剂作物。最后,还可以用来防治各种病害对植物的侵扰,从而使一些较为珍贵的植物得以幸免于难。

基因编辑技术的未来前景

随着近两年来分子生物学和现代生物学的快速发展,基因编辑技术的精准性和实用性越来越强,它也从原来“高大上”的专业术语逐步走进了人们的视野中,一些依靠基因编辑靶向修饰的农作物或植物确确实实的造福了人类。但是快速发展和逐步普及的背后却不免令人担忧,基因编辑婴儿事件的爆发给每个人的内心都敲响了警钟,因为基因编辑技术所带来的脱靶效应可以使得人类性状发生巨大的改变,这一结果不仅有悖于人类的道德伦理观念,还会使人们不自主的萌生出优质或劣等人类的想法,这一想法成为现实,将会对人类社会的发展带来颠覆性的结果。

因此,我们应当更加客观的看待这一新兴的科学技术,在肯定其优势的同时,也要看清其背后潜在的风险,这样才能使科学技术更好地造福人类。

文案:科技部

图片来源:网络

排版:科技部

文中部分资料来自于百度百科

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