關(guān)于基因編碼的真相 CRISPR —— 有什么是 CRISPR 不能做的?
瀏覽次數(shù):8251 發(fā)布日期:2019-5-21
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關(guān)于基因編碼的真相
CRISPR —— 有什么是 CRISPR 不能做的?
如今,你幾乎在一每本科學(xué)或醫(yī)學(xué)雜志上,都能讀到,關(guān)于CRISPR 的信息。7 年前,自從改變游戲規(guī)則的 CRISPR-Cas9 方法首次用于基因組編輯以來(lái),各行各業(yè)都在探索其無(wú)限的可能性。
世界各地的生化學(xué)家正在夜以繼日地工作,檢驗(yàn)這種創(chuàng)新做法的界限與局限。然而,方法不斷創(chuàng)新,不斷發(fā)展,從大型制藥企業(yè)到農(nóng)業(yè)、食品科學(xué)、醫(yī)學(xué)、植物學(xué)、能源、制造業(yè)、化學(xué),甚至軍事,所有人都在為這種方法的無(wú)限潛力而感到苦惱。
無(wú)限可能
與用于制造胰島素的 DNA 改造方法相比,這種復(fù)雜的基因編輯技術(shù)更加先進(jìn)。據(jù)說(shuō),用 CRISPR 進(jìn)行基因編輯就像用正確的軟件修改計(jì)算機(jī)代碼一樣簡(jiǎn)單。此外,CRISPR 系統(tǒng)不僅簡(jiǎn)單,而且比之前的方法更快、更便宜。除了專業(yè)知識(shí)外,所需要的只是合適的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和精心挑選的成簇的、規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列(或簡(jiǎn)稱 CRISPR)的示例。
利用這些重復(fù)的螺旋鏈,科學(xué)家可以精確地定位、切割甚至替換遺傳物質(zhì)的片段,從根本上改變地球上任何生物的 DNA,包括細(xì)菌、病毒、霉菌、植物、珊瑚、昆蟲、爬行動(dòng)物、鳥類、魚類、哺乳動(dòng)物,當(dāng)然還有人類。
醫(yī)學(xué)進(jìn)步的新紀(jì)元
關(guān)于 CRISPR 的好消息不止一個(gè),數(shù)不勝數(shù),科學(xué)家們現(xiàn)在比以往任何時(shí)候都有信心,能找到治愈癌癥和其他惡性疾病的方法。我們即將進(jìn)入檢測(cè)、治療甚至預(yù)防疾病的新時(shí)代。鐮狀細(xì)胞性貧血和囊胞性纖維癥的早期研究已經(jīng)取得進(jìn)展。接下來(lái)就是癌癥和 HIV。的確,我們很快就能消除那些讓人易患遺傳性疾病的 DNA 鏈。
這可能是 CRISPR 最令人興奮的潛在用途,但也會(huì)引發(fā)各國(guó)爭(zhēng)論。治療(疾病治愈)和增強(qiáng)(自我提升,類似于整形手術(shù))、病癥(耳聾、侏儒癥)和疾病之間有一條細(xì)微的界線。而且,基因剪輯和基因選擇,或者種系修飾之間存在不同。前者可用于胚胎,可降低遺傳疾病的風(fēng)險(xiǎn),而后者可用于降低超重或擁有棕色眼睛的可能性。討論基因編碼和基因選擇的可行與否可能會(huì)成為未來(lái)的政治熱點(diǎn)。假設(shè),若常識(shí)占上風(fēng),CRISPR 的未來(lái)將承擔(dān)主要責(zé)任,并在實(shí)踐中落實(shí),其醫(yī)學(xué)應(yīng)用意義深遠(yuǎn)。很快,我們將有能力以前所未有的方式減輕人類的痛苦。
新的大門將向疾病研究、器官移植和藥物發(fā)現(xiàn)打開。隨著 CRISPR 開發(fā)出一系列新的化學(xué)品、化合物和特別設(shè)計(jì)的分子,新藥開發(fā)將會(huì)更加頻繁。大自然母親可能很快會(huì)成為一場(chǎng)公平的游戲,科學(xué)界可能很快會(huì)考慮拯救瀕危物種,讓瀕臨滅絕的珊瑚礁和其他生態(tài)系統(tǒng)起死回生。如果這還不能讓環(huán)保人士感到興奮的話,科學(xué)家們還將探索生物燃料和環(huán)保替代能源發(fā)展的新可能性。
幾乎適用于所有行業(yè)
同時(shí),農(nóng)民也許能保護(hù)農(nóng)作物免受昆蟲、真菌甚至干旱、洪水等惡劣氣候的侵害。說(shuō)到昆蟲,科學(xué)家們已在蚊子身上做了 CRISPR 試驗(yàn),探索是否有一種全新的方法可減少瘧疾的傳播。
當(dāng)然,各種各樣的企業(yè)將一一排隊(duì),實(shí)現(xiàn)其潛在利益。制造商們將使用新型材料,更輕、更堅(jiān)固或生產(chǎn)成本更低。食品業(yè)也將迎來(lái)自己的歡樂時(shí)刻,蔬菜更健康,水果更多樣。植物學(xué)家會(huì)有新的方法來(lái)研究植物,動(dòng)物學(xué)家也將有研究動(dòng)物的新方法。
當(dāng)然,這一切不會(huì)立即實(shí)現(xiàn),在我們認(rèn)識(shí)到這一全新而強(qiáng)大的進(jìn)步固有的局限性,將面臨各大挑戰(zhàn)時(shí),前進(jìn)的道路仍將崎嶇不平。CRISPR 應(yīng)用可能擁有無(wú)限潛能。人類將贏得一分。事實(shí)上,我們可能正處在讓世界變得更美好的懸崖邊緣。
為 CRISPR 工作配備實(shí)驗(yàn)室
CRISPR 是一個(gè)非常精細(xì)的過(guò)程,需要專業(yè)知識(shí)、精確度和高度可控的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。如果您是一名想要運(yùn)用 CRISPR 技術(shù)的科學(xué)家,您需要為實(shí)驗(yàn)室配備開始實(shí)驗(yàn)的合適設(shè)備。
樣品制備時(shí),實(shí)驗(yàn)室應(yīng)包括均質(zhì)器、離心機(jī)和振蕩器。要從難處理的樣品中提取少量的 RNA,需要一臺(tái)高質(zhì)量的均質(zhì)器。由于 CRISPR 工作涉及多個(gè)樣本大小,均質(zhì)器應(yīng)具有使用靈活性。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)證明,其線性運(yùn)動(dòng)比水平運(yùn)動(dòng)能更有效地分解樣本,從而提高提取率,最終增加可用樣本的數(shù)量。
并非所有的離心機(jī)都一樣。OHAUS 提供高質(zhì)量的冷凍 離心機(jī) 有各種轉(zhuǎn)子,因此,研究人員能作出可重復(fù)的結(jié)果,不用擔(dān)心機(jī)器的磨損。
定軌振蕩器的耐用性也是一個(gè)問題。OHAUS 擁有各種結(jié)構(gòu)不同的振蕩器,可承受溫度波動(dòng),包括大負(fù)載圓周式搖床, 混勻器 和 極端環(huán)境搖床 ,可承受高達(dá) 100% 的濕度。鑒于孵化通常發(fā)生在夜晚,科學(xué)家最不想的就是回到實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)機(jī)器故障,或?qū)嶒?yàn)失敗。這就是為什么可靠的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備對(duì) CRISPR 工作至關(guān)重要。
無(wú)論未來(lái)發(fā)現(xiàn)將把科學(xué)家?guī)У胶翁帲?OHAUS將始終為他們提供持久的精密儀器,堅(jiān)定的支持。