解读基因剪刀：重写生命密码的工具
脱氧核糖核酸（DNA）是重要遗传物质，呈螺旋互绕的双链结构。在DNA链条上含有遗传信息、具有某种功能的DNA片段就是基因。基因编辑技术可以断开DNA链条，对其改动，然后重新连接，就像人们写作时编辑文字那样。由于对DNA链条有剪断操作，因此这种技术被形象地称为“基因剪刀”。利用这些技术，研究人员就能极其精确地改变动物、植物和微生物的DNA。
基因编辑技术早在20世纪90年代就已出现，曾经非常耗时，甚至难以完成。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，可在几周时间内改变生命的密码——DNA。
CRISPR全名为“成簇的、规律间隔的短回文重复序列”，是细菌防御病毒侵入的一种机制。它可以对侵袭过它的病毒产生“记忆”。当外源病毒或质粒DNA进入细胞时，专门的Cas蛋白会将外源DNA剪成小片段，并将它们粘贴到自身的DNA片段中存储。当再次遇到病毒入侵时，细菌能够根据存储的片段识别病毒，将病毒的DNA切断而使之失效。Cas蛋白就像一对能够切割DNA链的分子剪刀。一旦酶在特定位点切割DNA，就可以进行插入和编辑，从而改变DNA序列。
2012年法国科学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷和美国科学家珍妮弗·道德纳发表研究指出，她们开发出CRISPR/Cas9基因编辑技术。这项技术随后成为生物医学史上第一种可高效、精确、程序化修改人类基因组等细胞基因组的工具。这种技术以核糖核酸（RNA）做向导，把Cas9酶带到相应位置，然后用这种酶切割病毒DNA。
相比此前的技术，CRISPR/Cas9技术具有成本低、易上手、效率高等优势，使得对基因的修剪改造“普通化”，因此风靡整个生物学界。科学界普遍认为，这是21世纪以来生物技术方面最重要的突破。这一技术曾经三度入围美国《科学》杂志年度十大突破，并且在2015年被这一杂志评为年度头号突破。
就像在科学领域时常发生的“偶然”那样，“基因剪刀”的发现过程也出乎意料。沙尔庞捷在研究化脓性链球菌时，发现一种未知分子——tracrRNA。她的研究显示，tracrRNA是细菌免疫系统“CRISPR/Cas”的一部分，能够以切割病毒的DNA来使病毒“缴械”，从而消除其危害。
此后，“基因剪刀”技术的利用次数呈爆炸式增长。在基础科研领域，随着这一技术的应用，涌现出很多重大成果。例如植物研究者开发出能够耐霉菌、害虫和干旱的作物；在医学领域，与这种技术相关的癌症新疗法临床试验正在开展，治愈遗传性疾病有望成为现实。
总的来说，“基因剪刀”技术为生命科学研究开启了一个新时代，并从很多方面造福人类。
（据新华社专特稿、南方都市报）
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