基因工程技术 天使还是魔鬼 十大基因改造技术 或能改写人类未来

遗传技术正在改变我们所知的世界。最近，一种叫做CRISPR的先进基因编辑技术开辟了基因实验的新途径。CRISPR备受关注，其发明者被授予2020年诺贝尔化学奖。他们的新技术使研究人员能够更准确地修改脱氧核糖核酸。利用这项技术，研究人员被帮助更好地突破癌症难题。专家相信，有一天它甚至可以用来治疗一些极其困难的遗传病。

当然，基因编辑是一个有争议的实践，这也引起了许多伦理争议。生物科学家被指责在基因组问题上“愚弄了上帝”。然而，基因技术也刺激了各种不可思议的科学创新。今天，我们就来分享一下基因技术最神奇的十大用途。

用于抗癌药物

新西兰科学家培育出了基因改良的山羊，这种山羊的乳汁中可以产生抗癌物质。这些羊奶被用来合成西妥昔单抗，用于治疗结肠癌和肺癌。目前，这种药物的价格普遍较高，科学家们希望他们的“新方法”能够大大降低价格，从而减轻患者的负担。

目前，西妥昔单抗的加工过程比较繁琐。其复杂的化学结构意味着制造商必须依靠小鼠细胞中的蛋白质来培养药物。然而，这些转基因山羊为制药工业大规模生产西妥昔单抗提供了一条途径。在动物体内生产西妥昔单抗更经济，因为它们的乳腺可以产生大量的蛋白质。

数据储存在脱氧核糖核酸中

数据存储是一项困难的业务。日复一日，我们依靠硬盘、光驱和闪存等电子设备来存储大量信息。但也许其他材料更适合数据存储。现在，纽约的科学家们想出了一种新方法，利用基因编辑将数据存储在细菌DNA中。

2021年，哥伦比亚大学的研究人员证明，大肠杆菌细胞可以存储高达72位的数据。数据文件的核心由一长串1和0组成。大肠杆菌的DNA是通过将特定基因插入细胞获得的。他们甚至可以编辑简单的信息“你好，世界！”并送往大肠杆菌细胞，然后通过DNA测序解码。

DNA非常适合数据存储。生物蛋白质可以储存大量的信息。科学家估计，如果一根DNA链只有盐的大小，它可以容纳相当于10部电影的长胶片。更重要的是，随着时间的推移，读写DNA所需的技术越来越强大。也就是说，DNA数据存储还处于起步阶段，这意味着需要不断的研究才能实现更有价值的作用。

延年益寿

哈佛大学的科学家利用基因编辑技术延长了老鼠的寿命，使它们的预期寿命延长了一倍多。作为这项研究的一部分，美籍华人科学家刘汝谦教授领导了关于早衰的研究。平均来说，早衰的孩子可以活到14岁。这种情况是由一种罕见的基因突变引起的，不能用传统的基因疗法来治疗。相反，刘娇寿的研究团队正在开发一种改变性早熟患者基本DNA编码的方法。

首先，他们用老鼠做实验。通过人为干预，他们患上了早衰症，通过改变DNA编码，他们的寿命明显延长。这些实验小鼠的预期寿命为215天，治疗后的平均存活时间为510天。刘娇寿和他的团队希望利用这些发现开发出一种治疗性早熟和类似遗传疾病的有效方法。

Leber遗传性视神经病变

科学家发现了一种治疗失明的基因疗法。当注射到一只眼睛时，两只眼睛的视力都会得到改善。这些基因从注射的眼睛进入未治疗的眼睛，尽管眼科医生不确定这一发现的意义。

科学家试图治疗一种叫做Leber遗传性视神经病变的疾病，这是一种视神经退化的母系遗传性疾病。大多数男性患者通常在15至35岁之间出现症状。主要临床表现为双眼同时或相继出现急性或亚急性无痛性视力丧失，并伴有中央视野丧失和色觉障碍。视觉障碍的严重程度差异很大，从完全正常、轻度、中度到重度不等。

作为最近试验的一部分，37名LHON患者接受了一只眼睛的基因治疗注射。令人惊讶的是，两年后，29名患者的双眼视觉得到改善。起初，科学家们对这些结果感到困惑，直到他们发现用于治疗的“DNA病毒”会从一只眼睛“渗透”到另一只眼睛。

然后，他们在恒河猴身上重复了这个实验，发现这些DNA病毒沿着一只眼睛的视神经向下传播，穿过另一只眼睛的视神经，然后进入另一只眼睛。

没有角的公牛

研究人员发现了一种方法，通过编辑公牛的父系基因来代替目前的切角方法，从而创造出有角公牛。因为，为了保护牛和主人，公牛年轻的时候需要把角割掉。对于多头来说，这是一个极其痛苦的过程。

无角公牛不仅可以保护它们，而且更容易运输，在喂食槽中占据更小的空空间。

2016年，两只年轻的公牛出生时就带有这种基因突变，这意味着它们永远不会有角。

这是通过将一小段DNA导入父亲的细胞来实现的。在分析了这三头公牛的DNA后，科学家证实这些基因变化已经遗传给了下一代牛，没有发现任何副作用。

加州大学戴维斯分校的动物科学专家Alison Van Inenam说:我们已经证明，只有经过预定的编辑，才能生产出健康的有角公牛。

奶牛更耐热

奶牛对温度特别敏感。随着气温升高，奶牛会感到“紧张”。如果你在烈日下呆得太久，奶牛会失去食欲，产奶量减少，并降低怀孕的可能性。这对农民有巨大的连锁效应。

据统计，天气过热导致的乳制品产量和出生率下降等问题，每年将给美国乳业造成约9亿美元的损失。

但是现在新西兰的科学家已经找到了解决这个问题的办法。他们正在利用基因编辑技术改变牛皮毛的颜色。通过改变他们的色素基因，研究人员设法使普通奶牛深色吸热的毛发变亮。薯条牛通常是白色带黑点的，但转基因小牛出生时有淡淡的银色斑纹。

同时，研究人员也希望利用热带牛的DNA来提高他们的研究，因为热带地区的牛对高温有更好的适应性。

脂肪流失

哈佛大学的科学家说，基因编辑有一天可以用来治疗肥胖。2020年8月，研究人员发现了一种对抗小鼠体重增加的新方法:利用CRISPR基因编辑将不健康的白色脂肪细胞转化为消耗能量的棕色脂肪细胞。

暗淡的白色脂肪细胞充满了堆积在体内的不健康脂质。过多的白色脂肪会导致糖尿病。但是棕色脂肪细胞更健康。它们分解一些脂肪产生能量，并将剩余的压缩储存在一个较小的空房间里。

哈佛研究小组可以通过改变老鼠的DNA来帮助它们减肥。科学家对白色脂肪进行了基因改造，使其具有健康棕色脂肪的特征。这个实验主要针对UCP1，一种在棕色脂肪中发现的蛋白质，可以将化学能转化为热能。

在12周的实验中，有白色脂肪细胞的老鼠体重增加，而有基因编辑的老鼠几乎不能吃脂肪。甚至小组中的一些人认为他们对老鼠的基因改造有助于降低他们患糖尿病的风险。

科学家预测，这种方法最终可以发展成为治疗肥胖的方法，尽管人体试验还有很长的路要走。

治愈耳聋

2019年，哈佛医学院和波士顿儿童医院的研究人员宣布了一种治疗小鼠听力损失的新疗法，有朝一日可能会用于人类。

有听力损失的老鼠会和人类一样，随着时间的推移听力会逐渐下降，最终失去听力。

老鼠听力下降的原因是由于它们的DNA发生了轻微的变化。利用先进的生物技术，科学家可以准确定位有缺陷的基因，而不会破坏任何剩余的健康基因。这意味着他们可以治愈这些老鼠，而不会造成不必要的副作用。

虽然这一发现可能会让许多人恢复听力，但哈佛大学的杰弗里·霍尔特也提醒人们不要抱太大期望，因为这种疗法在人类身上尝试还有很长的路要走。同时，他还认为，他们的研究为一系列遗传病的靶向治疗打开了大门。"

解决害虫问题

对于纽约州的农民来说，雌性小菜蛾会对农民的农作物造成很大的损害。虽然它们的寿命很短，但它们会破坏大量的作物，包括卷心菜、卷心菜和油菜。这些飞蛾每年会造成50亿美元的损失。

2020年1月，纽约州官方发布了一批雄性小菜蛾，这种转基因蛾是专门用来对付害虫小菜蛾的。

一般来说，像这样的害虫是可以用杀虫剂处理的，但是小菜蛾的抗性很强。因此，总部位于英国的生物技术公司Oxitec开发了一批转基因飞蛾来杀死这些年轻的害虫。

科学家在雄性小菜蛾身上添加了一种基因，可以杀死新孵化的幼虫，但只影响雌性。也就是说，雌性小菜蛾会在孵化前死亡。另一方面，雄性小菜蛾继续与其他未受影响的野生雌性交配，将杀手基因传给其幼虫。这种情况将持续几代人，然后雌性小菜蛾将不复存在。

对抗超级细菌

超级细菌的耐药性是一颗随时会爆炸的定时炸弹。就在几十年前，用青霉素打败他们还很容易。但是现在许多种细菌都对青霉素产生了抗药性。除非科学家能够迅速开发出新的抗生素，否则到2050年，我们每年可能会面临1000万人死于这些超级细菌。

但希望就在眼前。曼彻斯特大学的研究人员发现了一种利用CRISPR基因编辑生产抗生素的新方法。通过结合多种尖端生物技术，该团队生产了一种不寻常的抗生素，名为双嘧达莫。这项新技术可以帮助科学家开发更适合对抗高耐药性超级细菌的抗生素。

研究负责人Jason Mikelfield解释说:“我们现在很乐观，我们的发现可能对新抗生素的发现有很大帮助，也可能是制造超级细菌急需的抗生素的新方法。”

如果这些基因技术对人类没有副作用，将彻底改变人类的健康、寿命甚至寿命。

好了，这是今天的分享，和平结束