DIY基因編輯技術讓你無所不能
日期：2016-01-20 09:25:06
隨著越來越多的新聞媒體報道CRISPR/Cas基因編輯的應用——尤其是，操控人類生殖細胞，2015年CRISPR變成了一個人人皆知的詞語。盡管利用CRISPR/Cas系統并非新鮮事物，毫無疑問2015年它獲得了熱炒。但是，目前這項技術的使用仍然局限于學術和商業環境。
最近，從芝加哥大學獲得生物物理學博士的美國人Josiah Zayner，正在狹小的公寓廚房的餐桌上，進行一項改造生物學的壯舉。他在小瓶子里切割、粘貼和攪拌基因，就像攪拌簡易雞尾酒那樣簡單。接下來他將他的新混合產物——在培養皿中培育，倒入蔬菜旁邊的一個冰箱擱架上。他正在包裝并準備出售自己的DIY基因編輯技術（售價120美元），以便每個人都能使用。Zayner的愿望是，使科學大眾化。
這是某些學者擔憂的一個前景，他們擔心，未經準許的業余生物學家，可能會釋放出新的病原體，但另一些人則很高興，他們想象有一天，任何人都可以重新設計生命世界，來產生廉價的藥物或清潔燃料。
將一種生物的基因去除，轉移到另一種生物中，這曾經是一種神圣的力量。隨后，它成為了大預算實驗室的領域。三年前，加利福尼亞大學伯克利發分校明了所謂的CRISPR基因編輯工具——Zayner就是模仿的這種工具，提供了一種廉價、快速、精確和強大的方式，來編輯基因序列。但它的使用仍然局限于學術和商業環境。
Zayner首次向公眾出售這種工具的簡化版本——目前為止這是比冒險更刺激的一個項目。該工具包的適用范圍有限。他改變的細菌和酵母，相當無害，過著短暫而相當枯燥的生活。它們能做的事情不多，只是改變顏色、香味或生活在荒涼的地方，然后它們死去。
但這加劇了一些專家的擔憂——當危險的基因編輯遠離政府監管進行時，會對環境和人類健康構成風險。面對著基因編輯工具的使用范圍擴大，上個月，三名斯坦福大學學者敦促聯邦監管機構，對危險的生物研究制定更好的規則，以減少實驗室逃逸或故意釋放可能的生物工程“supermicrobe”。
Zayner表示，他的意圖是好的。本月，這名從芝加哥大學畢業的分子生物物理學家，將結束在美國宇航局Ames合成生物學項目為期兩年的職位，成為“do-it-yourself”生物學運動的專職成員，他相信，許多平民科學家，即使在有限的預算下，也可以幫助解決重大的社會問題。他說：“有這么多杰出和有能力的人，我想展示給他們看如何能做這些事情。他們可能會改變我們世界的面貌。”
有著一頭染發、耳洞和身著“忍者”T恤的Zayner，從個人電腦初期得到了靈感，當時Homebrew Computer Club和其他愛好者，分享了傳奇性的想法和實驗。
他的新工具包得到了加州大學創新基因組研究實驗室主任Jacob Corn的支持。值得注意的是，Zayner的工具包決不能用來改變人類的基因。Corn稱其為“將人們引入基因組編輯領域的一種好方法”，這個工具包類似于伯克利分校一個本科會在基礎生物學實驗課程中做的一些事情。
但是，斯坦福大學的傳染病專家、國際安全與合作中心的共同主任David Relman博士，對此表示擔憂。他說：“這些工具包將有助于使用戶能夠更熟練地使用這種技術，這樣他們就可以在將來能夠熟練使用先進的工具，來引入較少的良性基因。”
由于擔心越來越多的實驗室出于遺傳研究目的，開發具有流行潛力的新型病原體，Relman和他的同事在2015年十二月份在《Science》雜志上發布了警示報告。例如，一些科學家創造了致命H5N1型禽流感病毒的更具有傳染性的版本。其他人使用一種改良的呼吸道病毒，在小鼠中引發了癌癥。
根據斯坦福大學的報告，與建筑核武器不同的是，危險的生物研究可以在小實驗室內完成。Relman說：“我并不認為，我們需要這項技術的一個不受管制的、非監督的自由從業者團體。”一些專家不知道是否有可能控制動物、植物或微生物中的基因編輯。斯坦福大學法律和生物科學中心主任Hank Greely，在本月的美國科學院年度峰會上也提出了警告。
在Zayner與兩只貓共享的一間臥室里，他拿著一小瓶的大腸桿菌，然后添加兩種常見化學品，以穿透細菌的細胞膜。他補充道：“我向需要編輯的基因組里，添加了不同菌株的的供體DNA，連同細胞的剪刀——一種名為CRISPR-Cas9的酶，和指導CRISPR的一段RNA。所有的成分混合在一起，然后培養。”
對于非科學家來說，他提供了實驗室流程、廉價的設備和教程。他解釋說：“這是一種工藝，，你不必非得是一個天才，或者必須受過教育。”他這種工具包里沒有什么是對人體健康是有害的。細菌和酵母菌株是日常的品種。他說，新手缺乏交換更危險基因所需的技能和先進設備。
在Zayner的項目很久之前，未來主義者和理論物理學家Freeman Dyson就預言了這種運動，他寫道：“馴化的生物技術，一旦進入家庭主婦和孩子的手里，將會帶給我們新生物多樣性的大爆炸。”
現年34歲的Zayner，自從他在印第安娜農村的一個農場家庭學校上學時，就養成了自由思考的能力。一直持續到他獲得博士學位，并專注于蛋白質的合成。讓他失望的是，他的博士生導師不鼓勵某些項目，于是他就開始在家里做實驗。
在一月份，他會把全部的注意力都集中在他的CRISPR業務，目前他通過其在眾籌平臺的群眾集資，以及他實驗室設備供應商Open Discovery Institute，已經籌集了超過48000美元的經費。他說：“世界上總有人想做壞事。但是，如果你不讓別人獲得任何東西，就意味著，好的事情也做不到。”
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