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DNA革命：CRISPR基因編輯
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撰文：麥可．史派克特 Michael Specter；攝影：葛雷格．吉拉德 Greg Girard
「這是十分驚人的技術，有許多大用途。但如果要用在改寫生殖系列這種攸關命運的大
事，科學家必須能告訴我這麼做的強烈理由。」埃里克．蘭德說，他是哈佛大學與麻省理工學院共同成立的博德研究所主任，也是人類基因組計畫的主持人。「他們必須能告訴我是人類社會選擇這麼做的，而且除非有廣泛共識，否則這件事不會發生。」
事，科學家必須能告訴我這麼做的強烈理由。」埃里克．蘭德說，他是哈佛大學與麻省理工學院共同成立的博德研究所主任，也是人類基因組計畫的主持人。「他們必須能告訴我是人類社會選擇這麼做的，而且除非有廣泛共識，否則這件事不會發生。」
「科學家沒有立場回答這些問題，」蘭德告訴我：「我不確定誰有。」
在馬里蘭大學醫學院拉爾斯．波多夫的實驗室中，人類血液通過豬的肺臟後流出。每年有數千人因為等不到可移植的人類器官而喪命。科學家正以CRISPR進行試驗，希望能移除豬器官中對人類有害的病毒。豬器官已可成功移植到靈長動物身上。攝影：葛雷格．吉拉德 Greg Girard。圖片來源：《國家地理》雜誌2016年8月號
CRISPR-CAS9由兩部分組成，一部分是酵素Cas9，它的作用就像一把細胞手術刀，可切割DNA（在自然界，細菌會用它來切斷入侵病毒的遺傳密碼使其失去作用），另一部分則含有嚮導RNA，可以把手術刀帶到正確的核苷酸（可組成DNA的化學單位）剪接位置。（研究人員在談話中經常省略Cas9這個字，也不使用CRISPR不甚優美的全名：「群聚且有規律間隔的短回文重複序列」。）
嚮導RNA的準確性讓人稱奇：科學家可以把替代基因片段送到由數十億個核苷酸組成的
基因組中任何位置，一旦抵達目的地，Cas9酵素就會切掉欲移除的DNA序列，接著細胞再利用隨著CRISPR工具包進入的核苷酸鏈來修補缺口。
基因組中任何位置，一旦抵達目的地，Cas9酵素就會切掉欲移除的DNA序列，接著細胞再利用隨著CRISPR工具包進入的核苷酸鏈來修補缺口。
美國疾病防制中心根據其他蚊媒疾病的模式估計，等到波多黎各的茲卡病毒疫情受到控制
時，波多黎各350萬人口中可能至少有四分之一受到感染，也就是說，可能有數千名孕婦會遭感染。
時，波多黎各350萬人口中可能至少有四分之一受到感染，也就是說，可能有數千名孕婦會遭感染。
目前對抗茲卡病毒唯一有效的方式會是把整個島浸在殺蟲劑裡，但詹姆斯等人說，更好的方法是用CRISPR編輯蚊子的基因，然後用基因驅動技術造成永久的改變。
基因驅動可以超越傳統的遺傳規則。有性生殖的動物通常會從父方與母方各得到一套單倍
的基因，然而有些「自私基因」由於演化而擁有超過50%的遺傳率。理論上，科學家可以結合CRISPR與基因驅動技術，改變某物種的遺傳密碼，只要把想要的DNA序列接在這些遺傳率較高的基因上，然後讓動物自然繁衍。結合這些工具，可以讓幾乎任何遺傳性狀在一個種群中散播。
的基因，然而有些「自私基因」由於演化而擁有超過50%的遺傳率。理論上，科學家可以結合CRISPR與基因驅動技術，改變某物種的遺傳密碼，只要把想要的DNA序列接在這些遺傳率較高的基因上，然後讓動物自然繁衍。結合這些工具，可以讓幾乎任何遺傳性狀在一個種群中散播。
詹姆斯去年在《美國國家科學院學報》發表了一項研究，他利用CRISPR改造出一種無法
傳播瘧原蟲的瘧蚊。「我們植入了一小段基因，蚊子的生理機能一如往昔，」他解釋：
「只有一個小改變。」這個改變讓這些致命的寄生蟲無法透過蚊子傳播。
傳播瘧原蟲的瘧蚊。「我們植入了一小段基因，蚊子的生理機能一如往昔，」他解釋：
「只有一個小改變。」這個改變讓這些致命的寄生蟲無法透過蚊子傳播。
「我默默工作了數十年，但如今一切都改觀了，過去幾個星期以來我的電話鈴響沒停
過。」詹姆斯看著桌上那一疊留言紙說。對抗攜帶多種病原的埃及斑蚊，需要採取稍
微不同的策略。他告訴我：「你需要做的，是設計一種基因驅動讓斑蚊不孕。如果只是設計出抗茲卡病毒但仍會傳播登革熱等疾病的蚊子，那沒有道理。」
過。」詹姆斯看著桌上那一疊留言紙說。對抗攜帶多種病原的埃及斑蚊，需要採取稍
微不同的策略。他告訴我：「你需要做的，是設計一種基因驅動讓斑蚊不孕。如果只是設計出抗茲卡病毒但仍會傳播登革熱等疾病的蚊子，那沒有道理。」
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