基因是存储人体遗传信息的“源代码”。基因编辑技术的发展，让科学家可以像使用剪刀一样对“源代码”进行人为改变。

CRISPR全名为“成簇的、规律间隔的短回文重复序列”，是细菌防御病毒入侵的一种机制。被誉为“基因剪刀”的CRISPR-Cas9，是当下最热门的基因编辑工具之一。它就像是一把神奇的手术刀，可以像外科医生切除手术一样，精确找到疾病基因，然后对疾病基因进行切除修复。

图/视觉中国

本报讯（记者佘峥通讯员李静）包括厦门大学在内的中国科研人员，近日开发出一种新型“基因剪刀”工具载体，可以更加安全、精准地“切除”病变基因，从而诱发肿瘤细胞凋亡。近期出版的美国《科学》子刊《科学进展》刊登了这一重要成果。本报昨日在A10版刊登了这一消息。本报记者第一时间联系上参与研究的厦大科研人员，带您进一步了解这把神奇的“手术刀”。

可精确找到疾病基因

参与研究的厦大物理科学与技术学院副教授林友辉说，被誉为“基因剪刀”的CRISPR-Cas9，是当下最热门的基因编辑工具之一。它就像是一把神奇的手术刀，可以像外科医生切除手术一样，精确找到疾病基因，然后对疾病基因进行切除修复。

林友辉说，基因编辑工具给疾病患者带来生的希望，但是，这一魔剪技术也遇到诸多挑战，例如，这把“基因剪刀”体积比较大，不容易进入到所需要的“手术部位”；而且比较脆弱，在体内很容易被破坏。不仅如此，目前病毒是递送CRISPR-Cas9体系最常用的一类载体，但是，病毒载体可能会引发宿主细胞内部基因突变，甚至导致细胞癌化。

林友辉昨日向本报介绍说，厦大和南京大学、南京工业大学科研人员花费一年半时间开发出的这种新型“基因剪刀”工具载体，不仅可以有效地将这把“基因剪刀”安全地带入细胞，而且还可以根据人们的需求，在特定时间、特定地点精确地工作。

据介绍，中国科研人员采用了一种名叫“上转换纳米粒子”的非病毒载体，并通过化学键连接，把“基因魔剪”（CRISPR-Cas9体系）“锁”在该载体上，纳米级别的载体体积足够小（一根头发的直径约为50000纳米）。

已在实验中得到验证

林友辉说，“基因剪刀”载体将CRISPR-Cas9体系送入细胞后，由于这些纳米粒子具有红外光响应的性质，在无创的近红外光照射下，纳米粒子在其周围可发射出紫外光，打开纳米粒子和Cas9蛋白之间的“锁”，使Cas9蛋白进入细胞核，实现精准的基因剪切。此外，由于近红外光高效的组织穿透性，为该技术在深层组织上的应用提供了潜在的可能。

这种方法的有效性已在体外细胞和小鼠活体肿瘤实验中得到验证。在对荷瘤小鼠进行治疗的过程中发现，只有近红外光照射实验组的肿瘤得到了有效抑制，而且，从20天后取下肿瘤大小来看，实验组肿瘤远远小于对照组。

这项成果被认为在癌症等重大疾病治疗方面具有广阔的应用前景。不过，科研人员同时也严谨地指出，该项技术目前正处于实验室研究起步阶段，离实现真正的临床应用还有不少路要走。

“基因剪刀”

根据公开的报道信息，最先拿起CRISPR-Cas9“基因剪刀”，并将其使用在基因组编辑上的，是美国加州大学伯克利分校、瑞典于默奥大学和美国麻省理工学院——哈佛大学博德研究所张锋等实验室。通过Cas9系统，科学家们有效实现了哺乳动物基因组的编辑，并带动了基因编辑领域迅猛发展。

1.0版“基因剪刀”:

基因编辑时会小概率“跑偏”

脱靶效应一直是阻碍“基因剪刀”应用的关键障碍之一。这就好比原本目的地明确的一段路程，却因为“路痴”的存在而跑偏了方向。在修剪某个基因时，“基因剪刀”就会存在这样小概率的“跑偏”，“误伤”到其他基因，这便是基因编辑中的“脱靶”。

2.0版“基因剪刀”:

目标更精准，不再“路痴”

由南京大学、厦门大学和南京工业大学的科研工作者组成的科学家团队研发的基因剪刀载体，成功让“剪刀”升级到了2.0版，“一剪子”切割下去的精准度提高了很多。

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基因是什么？

人们常说，“我们的身体里流淌着祖先的血液，可谓血脉相连。”这“血脉”正是通过“基因”才遗传下来的。我们的眼睛是棕是蓝，发色是黑是黄，脸型是长是圆……早在出生前就写在基因里了。

研究表明，人类的身体由约40万亿-60万亿个细胞组成。在每个细胞的细胞核里，存在着46条染色体。这些染色体一半继承自父亲，一半继承自母亲，由DNA和五种蛋白质构成。在DNA长长的链条上，不同片段有不同的作用，有的片段决定脸型，有的片段决定眼睛大小……也有的片段，可能没有或者我们还不知道它有什么作用。那些“有作用”、有“功能性”的片段，就是我们所说的基因。

●2012年，CRISPR被科学家发现并加以利用，成为生物医学史上第一种可高效、精确、程序化地修改细胞基因组包括人类基因组的工具。

●2015年，美国《科学》杂志评选出2015年十大科学突破，被业内誉为“基因剪刀”的CRISPR基因组编辑技术当选头号突破。