通过一些简单的调整，科学家们可以在活细胞内剪切和粘贴 DNA，这要归功于一项有前途的新技术，它可以使从测试新药到治疗遗传疾病的一切成为可能。
研究人员刚刚发现了一种实现这一过程的方法更便宜、更容易，根据周四发表在该杂志上的一项研究发育细胞。
新工艺使科学家能够以不到 100 美元的价格制造修改生物体整个基因组或其完整 DNA 组所需的一些关键材料，研究人员说。
这一进步基于一种技术，该技术允许科学家缩小特定基因的范围，并DNA片段的剪切和粘贴改变其功能，称为 CRISPR-Cas9。 加州大学伯克利分校的 Jennifer Doudna 和她的同事首先发现了细菌用来保护自己免受入侵的这种自然过程。
但这项技术比这更强大——它基本上使科学家能够重写有机体遗传密码的特定部分，包括人类的遗传密码。
调整我们的基因
其工作原理如下：当细菌遇到来自细菌的 DNA 时，，它会产生一条 RNA 链，它是 DNA 的近亲分子，与病毒 DNA 的序列相匹配，称为引导 RNA。 引导 RNA 锁定在一种蛋白质（CRISPR-Cas9 名称中的 Cas9 部分）上，然后它们一起寻找匹配的病毒。 当他们找到匹配项时，这种蛋白质就像一把剪刀，会剪断病毒 DNA，将其摧毁。
相同的过程可用于将 DNA 剪切并粘贴到几乎任何类型的活细胞中。 例如，它们可以用来剪掉病毒，而不是用蛋白质剪刀来剪掉病毒。人体细胞中的DNA并用科学家选择的DNA替换它。
通过这种方式，就有可能将有缺陷的基因替换为健康的基因。
人类大约有 20,000 到 25,000 个基因，它们编码在我们的细胞中执行重要工作的蛋白质。 但我们的基因蓝图还有许多其他 DNA，其用途并不那么明显。 人类基因组计划的后继者 DNA 元素百科全书 (ENCODE) 已经确定了我们完整 DNA 集合中 80% 的功能，但其余部分仍然是个谜。
在这项新研究中，研究人员开发了一种方法，可以更轻松地创建引导分子，以锁定某人想要调整的 DNA。 研究人员搞笑地将这个过程命名为“CRISPR-EATING”，它代表“一切可用的东西变成新的指南”。
为了演示这项技术，研究人员将常见胃细菌大肠杆菌（无害的品种，不会让人生病的品种）的 DNA 近 90% 转化为 40,000 种不同的引导分子。 这些分子中的每一个都可以用来靶向研究人员可能想要修改的任何 DNA 片段。
例如，如果科学家想要弄清楚某个特定基因的作用，他或她所要做的就是将其切掉，看看会发生什么。 数以千计的引导物可以同时注射到不同的细胞中，这一过程称为基因筛选。 这些筛选可以揭示存在哪些基因形式，以及它们是否会导致疾病。
监测生长中的胚胎
但开发这项技术的研究人员却有不同的用途。 他们计划在细胞分裂时追踪活细胞中的染色体，即包含基因的紧密盘绕的 DNA 包裹。 他们希望找出在细胞发育成多细胞生物体时，是什么控制着细胞核、含有DNA的细胞中央区室以及细胞其他成分的大小。
研究合著者、加州大学伯克利分校的分子和细胞生物学家 Rebecca Heald 表示：“这项技术将使我们能够绘制整个染色体，实时观察它，并真正跟踪它……当它经历发育转变时，例如在胚胎中。” ， 说在一份声明中。
这很重要，因为这意味着研究人员可以追踪细胞分裂时染色体大小和结构的变化，并有可能检测到可能导致疾病的变化。
今年早些时候，中国科学家宣布他们利用基因编辑技术来调整人类胚胎的基因组。 选择这些胚胎是因为它们无法存活，但一些科学家警告说，在人类身上使用这种新兴技术的伦理和安全性。
一个令人担忧的事实是，该技术仍然相当不准确，并会导致基因组其他部分出现许多意外突变。 在中国研究人员尝试改造的 86 个胚胎中，只有 28 个被成功改造，而且只有一小部分含有所需的 DNA。 为了确保技术的安全性，准确性必须接近 100%，研究人员说。
最近，科学家们开发出减少不需要的突变的方法提高了 40%，这可以使该技术对人类使用更加安全。 但道德障碍仍然存在。
本文最初发表于商业内幕。
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