基因编辑演进历程：CRISPR技术广受欢迎【组图】

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本文核心数据：基因编辑发展历程;基因编辑技术更迭;主流基因编辑技术演进历程;主流基因编辑技术详解

基因编辑的含义

根据中国科技术语的定义，基因编辑(gene editing)是对生物体的基因组及其转录产物进行定点修饰或者修改，以改变目的基因或调控元件的序列、表达量或功能。基因编辑技术的原理为，通过利用序列特异性的核酸酶在DNA特定位点引入或缺失碱基，产生高频诱导突变，对目标基因或特定DNA片段进行“编辑”，从而实现对目标基因或特定DNA片段的敲除或加入。

基因编辑发展历程

基因编辑行业历经数十年的发展，已经取得了一定的进步。1973年，第一个基因工程生物诞生，这是一个添加了一个基因后可以抵抗抗生素的细菌。1996年，孟山都公司推出了第一批基因修饰农作物，这些农作物以其优良的属性，快速占领了农产品市场。2012年，加州大学和Broad的科研人员发现，一种细菌免疫系统可以作为基因编辑工具，在生物体的基因组中任何地方对DNA进行特定的改变，这就是CRISP/Cas9诞生的基础，2015年，Kevin Esvelt等人刊发了一篇论文，展示了如何利用CRISPR进行基因修饰，从而永久改变或根除他们。到2023年，CRISPR公司以及Vertex公司完成了向FDA提交了其产品exa-cel上市核准申请，该产品有望在2023年上市。对比国内来看，2012年以前，国内基因编辑行业发展较为缓慢，相关科研成果数量较少，知道2014年开始取得了较大的进展。现阶段我国基因编辑行业发展的特点主要是科研成果数量较多，但产业化应用相对空白，主要是政策监管较为严格所致。

基因编辑技术更迭

从基因编辑技术的代系更迭方面来看，基因编辑技术路线的发展先后经历了ZFN技术、TALEN技术以及CRISPR/Cas技术。从技术的先进性与便捷性来讲，随着技术更新逐渐提升，从技术引发的细胞毒性以及技术难度来讲，也随着技术的更新逐渐下降。

主流基因编辑技术演进历程

从主流基因编辑技术演进历程来看，1987年日本大阪大学首次在大肠杆菌iap基因的3选侧限序列中发现5股长为29nt的重复回文序列，2002年该重复回文序列被命名为CRISPR，此后，类似的重复序列也不断在其他生物中被发现。2012年，基于CRISPR原理的基因编辑技术CRISPR/Cas9系统快速发展。截至2022年，美国麻省理工学院发现，RNA引导的CRISPR/Cas效应切割可触发适应性免疫反应。

主流基因编辑技术详解

基因编辑的主流技术方向为CRISPR/Cas9技术，该技术主要通过组件CRISPR序列，转录表达CRISPR序列，切割同源DNA达到基因编辑的目的。截至2023年，其应用领域主要为医学、植物以及工业，在医学方面，对于纠正致病病变、细胞修复以及保护突变方面具有重要意义。

注：该图表来自《中科院院刊》2020年第12期“科技与社会”，原文标题为《基因编辑的技术分析与思考》，作者宋秀芳、魏雪梅、郑丽丽、赵亚娟、张可心、刘春光、胥伟华

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