源于细菌的免疫记忆
1987年，日本大阪大学的研究人员在大肠杆菌DNA中发现了奇怪的重复序列，却不知其用途。西班牙的弗朗西斯科·莫希卡将其命名为CRISPR（成簇的规律间隔短回文重复序列），并在2005年发现重复之间的片段来自病毒DNA。原来细菌会保存入侵病毒的“通缉照片”，病毒再来时便将其切碎。2012年，詹妮弗·杜德纳和埃马纽埃尔·沙尔庞捷把这一系统改造为能在试管中切割指定DNA的可编程剪刀，并于2020年获得诺贝尔化学奖。同期张锋将其用于人类细胞，引发激烈的专利之争。
工作原理
科学家设计约20个碱基、与目标基因匹配的引导RNA，它带着Cas9酶找到DNA上的精确位置并切断双链。细胞修复断口时，基因要么失活，要么被一同导入的正常序列替换。这一技术比以往方法便宜、快速、精准得多，成为生命科学实验室的标准工具。近年还出现了不切断DNA、只改一个碱基的碱基编辑和先导编辑。
疗法与伦理
2023年，美国和英国批准Casgevy作为首个CRISPR疗法，用于镰状细胞病和β地中海贫血。它也用于培育抗旱作物等农业领域，并被应用于新冠检测。然而2018年，贺建奎宣称为赋予抗艾滋病能力而编辑胚胎，诞生了一对双胞胎，遭到国际谴责，并被判处三年有期徒刑。大多数国家禁止可遗传的生殖细胞编辑，“脱靶”切割也是安全难题。基因是否决定命运的先天与后天之争也再度升温。
常见问题
- CRISPR能让人长高或变聪明吗？
- 身高和智力受数千个基因及环境共同影响，现有技术做不到，伦理上也被禁止。
- CRISPR已经用于治疗病人了吗？
- 是的，Casgevy已获批治疗镰状细胞病和β地中海贫血，更多试验正在进行。
来源核查日期：2026-10-26
参考文献
- Jinek, M., Chylinski, K., Fonfara, I., Hauer, M., Doudna, J. A., & Charpentier, E. (2012). A programmable dual-RNA–guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity. Science, 337, 816–821.
- Mojica, F. J. M., et al. (2005). Intervening sequences of regularly spaced prokaryotic repeats derive from foreign genetic elements. J Mol Evol, 60, 174–182.
- U.S. FDA. (2023). FDA approves first gene therapies to treat sickle cell disease (Casgevy).