第三代技术

第三代的CRISPR‐Cas 9，是以发表于2012年的某篇论文为其诞生标志的新技术，常被称作“基因魔剪”。正是因为CRISPR‐Cas 9的出现，基因组编辑才获得了全球性的普及。

这篇论文是美国加利福尼亚大学伯克利分校的詹妮弗·杜德娜（Jennifer Doudna）博士，以及瑞典于默奥大学（Umea°Universitet）的埃马纽埃尔·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）博士的研究组的共同成果。她们创造出的CRISPR‐Cas 9与第一代和第二代基因组编辑技术有着根本性的不同。

研究组注意到，细菌具备某种防御病毒入侵的机制。细菌之中存在一种名为CRISPR的DNA序列，该序列会在对抗病毒感染时发挥作用，然而，科学家尚不清楚其具体的作用机制。

CRISPR包含某种颇具特征的重复序列，其中容纳有病毒的部分DNA，这是过去曾感染过的病毒的基因片段。当再次遭受到同种病毒的感染时，细菌就能以该序列为标记，利用一种名为Cas 9的酶，将病毒的DNA切断以防止感染。

包括我们人类在内的脊椎动物，都拥有免疫系统机制以保护自身。大家知道，如果在小时候曾得过麻疹或水痘，那么将来再次感染时症状就会减轻，这得益于免疫细胞在感染后记住了病原体特征。疫苗利用的就是对病原体的细胞表面特征的记忆作用。接种疫苗之后会发生初次感染，于是免疫细胞就记住了这种特征，在发生二次或多次感染时就能快速消除病原体。这叫作“获得性免疫”。

在细菌中发现的“CRISPR”的DNA序列和“Cas 9”的酶能起到类似的作用。只不过，作为标记被记住的是基因的碱基序列。换句话说就是，细菌也具备以基因序列为标记的获得性免疫能力。

两人的研究组在CRISPR和Cas 9的现有功能的基础上，对其进行了易于使用的改进，并展示了将其当作人为切断目标DNA序列的道具来使用的方法。换言之，她们证明了它可以成为基因组编辑的工具。许多研究者都对该项成果给予了回应。

其中包括由麻省理工学院（MIT）和哈佛大学共同成立的博劳德研究所（Broad Institate）的张锋博士的研究组，他们随即也投入了对CRISPR‐Cas 9的应用和改良工作中。研究组确认了CRISPR‐Cas 9亦可应用于人类和动物细胞，并对其进行了进一步改良，充分展示了它在技术层面的巨大潜力和通用性。自此，对CRISPR‐Cas 9的应用才算是“真刀真枪”地开始了。

此时，距离2012年的论文发表仅仅过去了2年时间，而CRISPR‐Cas 9已在全球的各项实验中获得了广泛使用，奠定了其基因组编辑的王牌技术的地位。甚至在2015年，还传出了它的发明者有可能成为诺贝尔奖有力候选者的消息。能在如此短的时间里获得广泛关注和普及的技术真是少之又少。作为刚诞生不久的新技术，CRISPR‐Cas 9至今仍在不断完善，不断进化。