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(2)

　　轻松导航，占据市场最大份额

　　尽管“定制服务”简易化是趋势，但是定制CRISPR的简便是与生俱来的，因为它由RNA做“向导”，与DNA的“亲近”程度比蛋白质更近一步。

　　一篇《基因编辑，别忘了还有ZFN和TALEN》的文章去年7月发表在生物技术专业网站生物通上，一个“还”字，让CRISPR这种基因编辑技术的火爆不言自明。CRISPR设计操作简便的优势，让其出现最晚，却应用最广。

　　“向导RNA的合成非常容易，只要确定序列，按照序列互补性原则合成就可以。”谢震说，“但是蛋白质与DNA的作用，不存在‘互补’这样明确的关系，要合成用于向导的蛋白质区域，需要一整套流程，包括预测、验证等。”

　　谢震解释，这方面TALEN相对容易一些，根据已有的TALEN蛋白结合DNA的特性，可以帮助设计出与特定DNA序列结合的蛋白，ZFN是“定制服务”中最复杂的。

　　正因为CRISPR灵活的“转场”能力，它在各个领域的基因编辑中获得了广泛应用。分析报告中指出，CRISPR有望占据全球市场的最大份额。

　　这也致使ZFN技术的拥有者Sangamo生物技术公司老总“酸葡萄”般地表示，CRISPR尽管效率高，但在“精确度”上不及ZFN，不能用于医学领域。2017年，该公司组织实施了第一例人体基因改造治疗的临床试验，向血液内注入基因编辑工具ZFN，以期治疗亨特氏综合征。

　　事实上，CRISPR技术也已开始在医学诊断和治疗方面开展临床试验。2016年，我国四川大学华西医院就用CRISPR技术删除了肺癌患者免疫细胞中的PD-1蛋白基因，再将基因编辑后的免疫细胞重新注入患者血液中，期望治疗癌症。

　　“可以通过对蛋白质性质的微调，提高核酸酶的识别能力。”谢震表示，很多提高CRISPR精确度的研究工作正在进行，2016年，谢震团队就在《自然》子刊上发表论文称，他们通过在哺乳动物细胞中合理拆分Cas9蛋白，利用多输入合成基因线路感知不同分子信号，实现了在不同类型细胞中对Cas9/dCas9活性的精确调控，为精确控制CRISPR/Cas9基因编辑工具提供了新的策略。

　　技术进步，精确度再刷新

　　“之前是剪刀将双链剪断后，仰仗细胞的自我修复能力以及修补的DNA模板修补基因。现在不剪断，直接让碱基变身。”《科学》杂志2017十大突破中的碱基编辑器，是哈佛大学团队对CRISPR技术的改进，通过核心组件——“酶”的变化实现了编辑功能上的进步。谢震解释称：“原来的Cas9酶的活性丧失了，结合上没有‘剪刀’能力，但与其他蛋白融合能变成使单个碱基突变的酶。”

　　“最开始他们在自然界找到了这种能定向突变C-T碱基的酶，后来他们自己造了另一种能够定向突变A-G碱基的酶。”谢震说，“目前要解决的是准确性问题，如果在特定区域存在多个重复的碱基，要突变哪一个是需要确定的事。例如把目标位点5个碱基以内的A全部突变掉，需要精确到单个碱基。”

　　据报道，基因组编辑技术主要应用在细胞系改造、遗传工程、诊断和治疗等方面。目前细胞系改造占最大份额，基因编辑干细胞疗法的研究认知度高。“基因编辑更像一种底层技术，是实现功能或者产品的渠道和方法，期待它的产品能够早日落地。”谢震说。