十大科学突破之一的基因“剪刀”在未来可能撬动更大的市场

　　原标题：十大科学突破之一的基因“剪刀”在未来可能撬动更大的市场

　　2017年十大科学突破中，“精准定位的基因编辑”榜上有名，研究人员修改了基因编辑工具，做到“精确到点”的修改，这使得基因“剪刀”在未来可能撬动更大的市场。

　　软软的、十几纳米大小，核酸酶的“微观照”更像一大团“棉花糖”。百科上这样介绍它：它的发现和采用，使基因的“编辑”，包括插入、删失、融合等操作成为可能。它内部是“分区”的，有的区管“定位”、有的区管“切割”……

　　正是这把“棉花糖”样的“剪刀”就要“利刃出鞘”——美国某著名咨询公司近日发布报告称，全球基因组编辑（包括CRISPR、TALEN和ZFN）的市场规模将从2017年的31.9亿美元增长到2022年的62.8亿美元，复合年均增长率为14.5%。

　　产业市场的“全面开花”还只是一部分，“点”的突破仍在基因编辑行业不断产生。美国《科学》杂志近日公布的2017年十大科学突破中，“精准定位的基因编辑”榜上有名，研究人员修改了基因编辑工具，做到“精确到点”的修改，这使得基因“剪刀”在未来可能撬动更大的市场。

　　三种手段，各有千秋

　　“蘑菇有个释放孢子的‘习惯’，之后摘下来的蘑菇就要变黑，拿到市场上也不好卖。”清华大学合成与系统生物学研究中心研究员谢震深入浅出，怎么让它不黑，通过敲除诱发这个“习惯”的基因，“生物活动被阻断了，就不会变黑了，进而延长货架期。”

　　对自然界一些“拙作”进行“美化”，是人们希望通过基因编辑做到的。

　　现有的3种基因编辑技术ZFN、TALEN、CRISPR，又是怎么做到编辑基因，改变生物活动的呢？“ZFN、TALEN技术可以视为一类，它们是通过外源的蛋白质，进入细胞后找到DNA序列的。”谢震说，“CRISPR技术的‘核心功能组件’则不同，有一部分是RNA序列，另一部分是蛋白质。”

　　要完成编辑工作，它们的架构和功能都很相似，3种技术中依赖的“核心组件”，都必须拥有“定位”功能和“剪切”功能：ZFN技术中的蛋白叫锌指核酸酶，由于三维结构像人的手指，中间有锌离子而得名；TALEN技术中的蛋白叫转录激活样效应因子核酸酶。

　　两个核酸酶都有分区，即可特异性识别序列的DNA结合域和进行非特异性切割的DNA切割域。

　　在CRISPR技术中，识别特异性DNA序列的工作由“向导RNA”配合完成，而不是由蛋白质单独完成，切割DNA的工作仍由蛋白质完成。

　　“酶的不同，使得技术的复杂程度和应用范围也不相同，”谢震说，例如“一拖多”的基因编辑工作，即能够一次同时编辑多个基因的任务，CRISPR最容易做到，TALEN困难一些，ZFN却很困难。

　　构造3种编辑工具的工作非常繁琐，尽管CRISPR相对简单，但是很多研究团队还是希望这种工具“拿来就用”。

　　为此，专门有研究团队将酶的部件转变成“模块”，按需“组装”就能获得识别特定DNA序列的编辑工具。例如，通过研究者长期的努力，识别每一种三联碱基的64种锌指组合中已有大部分被发现并编撰成目录，这些相关数据也都能够在公共的数据库或者文献中被检索到。

　　也就是说，针对要编辑的不同基因，这3种方法都必须进行“定制”才能“服务”，而随着基因编辑技术的研究不断深入，公共技术平台将积累起越来越多的共性研究，“定制化”将变得越来越简单。应用门槛的降低，势必会带来市场规模的进一步扩大。