2020年诺贝尔化学奖授予两位女科学家伊曼纽尔卡彭蒂埃和詹妮弗德纳。 她们发现了CRISPR/Cas9基因剪刀，用了诺贝尔化学奖委员会主席的班吗？ 古斯塔夫森说，这项技术“不仅能彻底改变基础科学，还能创造新的作物，创造新的医疗方法”。 这项技术到底能做什么，2017年写的古文有几个答案。
美国遗传学家南希韦克斯勒一生都在与“恶魔”战斗。 恶魔杀了祖父、母亲和叔叔。 总有一天要找她，控制她的身体，然后夺走了她的意识：不规则地吸她全身的肌肉，不能走路也不能说话，产生幻觉，直到死亡。
这个恶魔被称为“亨廷顿舞蹈病”。 经过长达14年的研究，韦克斯勒终于发现了这种遗传病的病原基因。 这是在人第四号染色体的短胳膊上。 但是，她还没有找到治愈的方法，对许多生病的家人来说，这种持续传递的基因就像命运的诅咒。
现在基因编辑技术终于有望解除诅咒。 不久前(本文发表时间，指2017年8月——编辑注)，美中韩科学家利用CRISPR“基因剪刀”修正了人胚中与遗传性心脏病相关的变异。 科学家第一次安全编辑人类早期胚胎DNA。
研究人员认为，实验中使用的胚胎不移植到人类子宫的进展依然引起争论。 有学者认为该技术有巨大的应用前景将来可以应对亨廷顿舞蹈病等1万多种单基因遗传病。 也有学者警告说，编辑生殖细胞基因使人类怀孕是绝对不能逾越的“红线”。
韦克斯勒表示，对于遗传病患者及其后代，CRISPR基因剪刀将成为诅咒的终结者。
在被人类发现之前
基因剪刀已经存在了亿万年
“这和‘个人一步，人一步’的时候很像”得知这个实验成功了，生物化学家詹妮弗德纳用电子邮件写道。
她是CRISPR基因剪刀的发现者之一。 2012年，她在《科学》杂志上发表相关论文时，预计这项技术将掀起研究热潮。 但是，这场浪潮的激烈程度远远超过了她的想象，至今还没有减退的迹象。
寻求建议和合作的邮件塞满了她的邮箱地址。 每天都发表关于CRISPR的论文。 植物基因的修正、蝴蝶翅膀图案的变更、人类疾病大鼠研究模型的构筑……CRISPR的应用在各地开花。 不到两年，这把剪刀就用于人类胚胎了。 三位中国科学家相继进行了实验，试图编辑人类早期胚胎中的病原基因。
这个基因剪刀的发现完全是偶然的。
CRISPR和英语单词“新鲜盒”一样，发音有点清新。 但是，其学术全称是相当不同的——“簇化法则间隔短的回文重复序列”。 这个路口的名称似乎暗示了不是人类特意做的。
在被人类发现之前，CRISPR已经在自然界中存在了亿年，是一些细菌基因组上DNA的重复结构。 研究者本来认为它们只不过是像人类阑尾一样业余。 随着研究的深入，科学家发现这些被重复序列夹着的奇怪片段曾经是记录侵犯它们的病毒遗传信息的“快照”。 当特定病毒再次被发现时，在细菌体内巡逻的蛋白质“哨兵”可以迅速将病毒的DNA碎片化。
没想到最古老的细菌免疫系统变成了人类最大胆的基因剪刀。 2012年，德纳和合作者卡朋克首先提出，利用CRISPR系统特有的DNA切断功能，作为下一代基因编辑工具，人类可以完全“编程”该系统。 像电脑编辑文字一样，删除指定的DNA序列。
基因剪刀的发现也意味着，对于恶魔这样的病原基因，人类也许可以把它切干净，组装出正常的健康基因。
在世界许多地方，人们笼罩在遗传病的诅咒之中。 委内瑞拉马拉喀波湖旁边的一个小村庄有世界上最高的亨廷顿舞蹈病发病率。 那里的湖水像天空一样蓝色，但患者的脸因疼痛而扭曲，脚缩得像树枝一样细。
几年前，韦克斯勒访问了她深入研究的村庄，遇到了40岁的小白。 他既是父亲，是优雅的鼓手，也是结实的渔夫。 但是疾病逐渐摧毁了他，他的身体不受控制地扭曲了，他的14个孩子中有10个被诊断为亨廷顿舞蹈病。 因为世代相传的基因，他们的命运，在出生前就注定了。
改造基因似乎是解开咒语的唯一方法。
新一代基因剪刀必须更精细，更安全。
从1963年发现DNA双螺旋结构到现在刚过了10年，诺贝尔奖获得者大胆预言，基因治疗手段的出现，只有“时间问题”。
1990年9月14日，这个预言第一次成为现实。 医生说“用颤抖的双手打开阀门”，把白血球放回了14岁女孩的体内。 这个长期遭受各种细菌感染的小患者患有重症联合免疫缺陷症，由于遗传变异，她的免疫系统几乎完全不起作用了。 但是，她的白血球在接受转基因后几乎恢复了正常的功能。
主治医生安德森在刚创刊的《人类基因治疗》杂志上发表了文章。 标题是单词——“开始”。
“人类今后将挥舞上帝的雌性，修正自己的遗传信息，对抗亿万年的进化留给自己的病痛。 》在《基因编辑简史：上帝的手术刀》这本书中，浙江大学生命科学研究院的王立铭教授这样写道。
但是，人类挥舞的这只雌性还没那么容易使用。 利用灭活病毒感染人细胞，将DNA片段送入细胞内，但只是简单地插入序列，不能删除或置换。 对于亨廷顿舞蹈病和许多其他遗传病，这种方法没有效果。
更重要的是，这些病毒的安全性也很难保证。
1999年，一个叫杰西的美国年轻人在基因治疗临床试验中不幸去世。 患有罕见代谢遗传病的高中毕业生毫无意义地接受了实验，最终死于病毒引起的强烈免疫反应。
之后，又传来了坏消息，通过基因治疗，5个孩子得了白血病。 问题同样存在于不听话的病毒中，将外来基因插入人类基因组的重要领域，诱发了白血病。
不听话的病毒，会慢慢让人类失望。 20世纪90年代，开展了500多个基因治疗的临床试验，但没有一个能进入大规模的临床试验阶段。 人类必须继续开发新一代基因剪刀，它必须更精细，更安全。
新武器被称为基因编辑技术。 王立铭解释说，至少需要“三点套餐”——GPS，剪刀，针线，不仅能准确找到手术部位，还能细致地切割针脚。
在发现CRISPR之前，科学家开发了两种基因编辑工具，它们相当重，操作过程非常繁琐。 来自细菌体内的CRISPR被称为“苍蝇量级选手”，不仅大幅减少了基因编辑的工作量，而且操作简单，大幅降低了基因编辑的门槛。
这个新基因剪刀是用来对付韦克斯勒要打败的恶魔的。
不久前，科学家使用亨廷顿舞蹈病小鼠进行了实验。 研究者利用CRISPR矫正了这些脑细胞中的病原基因。 没有发生“奇迹”，这些小鼠无法恢复到健康水平，但运动能力得到了一定的改善。
这不足以解除诅咒。 即使亨廷顿舞蹈病患者成功治愈，他们的子孙也以50%的概率遗传病原基因，重新列出他们的命运。
对生殖细胞的转基因就像终点。 但是，它引起了伦理争论。
门必须打开，以免基因多样性被破坏
在CRISPR基因剪刀刚被发现的头两年里，德纳纳不太想讨论伦理问题。
“这离我们太远了，现在的科学研究还没有到那一步。 ’这位生物化学家在抱怨。
CRISPR技术本身有尚未完全克服的课题，例如“脱靶效果”。 这个自然赋予的基因剪刀不能正确识别目标DNA序列，有时会对基因编辑的安全性造成威胁。
但是，随着CRISPR迅速应用于各个领域，德纳辗转难眠。 “人类似乎不可避免地要通过实验改造精子、卵泡、胚胎基因，创造遗传变化。 」
最近的人胚胎基因改造实验成功地降低了脱靶效果。
今年年初，关于生殖细胞的改造，美国国家科学院也首次松口，发表了《人类基因组编辑：科学、伦理和管理》的报告，在严格的监督管理和风险评价下，基因编辑技术可以用于改造人类生殖细胞和胚胎，但仅限于先天性遗传疾病的治疗
很多人担心门进一步打开后不想设计“完美的婴儿”。
在许多科幻小说中，形成了阶级完全固化的社会。 有钱人可以自由改造后代基因，让孩子成为智力的“超人”，底层的人向上流动的通道会被锁住。
但是现实中“完美的宝宝”还很远。 身高、容貌、智力等特征，由很多基因共同控制，科学家还没有完全掌握。 现在基因剪刀最有可能影响的是由单基因控制的遗传疾病。
更多的科学家担心，基因多样性会被破坏。
有些病原基因看起来“不好”，但在特定的地区和时期，可以保护人类的整个物种免受毁灭。 例如肿瘤囊性纤维化是隐性单基因遗传病，可引起各脏器水肿，威胁生命。 但是，从父亲和母亲那里只收到一个基因拷贝的人，不仅不会发病，还可能对霍乱、痢疾、肺结核有额外的抵抗力。 镰型贫血症基因的杂合子也自然能抵抗疟疾。
德纳很清楚这些风险。 但另一方面，每天都有被遗传病困扰的人向她求助。 一封邮件让杜德纳印象深刻。 一个26岁的女孩问我是否应该切除双乳和卵巢。 她有BRCA1基因的变异，所以60%的概率会得乳腺癌。 但是，即使她没有发病，如果她选择生育，她的病原基因也有可能遗传下去。
没有基因剪刀，对这些人来说，生命就像赌场。
比如在收集了4000名韦克斯勒患者的血液样本后，她终于找到了亨廷顿舞蹈病的病原基因，开发了容易操作的疾病检查方法。 但是她自己没有做过测试。 专门研究基因的遗传学家说：“有时生活在暧昧的不确定性中反而更好。”
她永远忘不了那天父亲在餐桌上和妹妹说话，母亲突然发病，她们也有50%的概率生病。 之后的岁月，经常去博物馆听古典音乐的母亲整天躺在铺满羊毛的床上。 她不停地颤抖，身体青涩地受伤了。 直到她死了，韦克斯勒才觉得那个熟悉的母亲回到了——，至少她不再发抖了。
在可预见的未来，在有效控制风险后，基因编辑可能会帮助许多遗传病家族打破诅咒。 但是遗憾的是，为了理解和理解，72岁的韦克斯勒一生都没有成为母亲。
