每個人生命的邏輯都是一樣的。
魏文生
北京大學生命科學學院研究員
博士生導師
有一幅漫畫，母雞對鴨子說："我保證要一個鴨蛋。"我們當然知道，無論它的意志多麼強烈，都不可能實作。為什麼？這是關于受精卵的秘密。
下圖中有三個受精卵，它們會長成什麼樣的個體？從圖檔中可以看出，它們最終會發育成海膽，老鼠和海藻。當它們是單個細胞時，很難在大小或形狀或其他方面區分彼此，但是它們内部存在的遺傳密碼決定了最終發育的非常不同的生命形式。
01
我們的生命準則
随着人類基因組計劃的完成和高通量測序技術的發展，人們讀取大量序列資訊的能力得到了迅速提高。"閱讀"能力的提高進一步刺激了生物體中重寫基因序列資訊的需要，近年來基因編輯技術的飛速發展大大提高了"書寫"能力。
基因編輯是一種特殊的生物技術，允許研究人員人工編輯基因組序列或基因轉錄産物，以改變靶基因并調節成分的序列，表達或功能。
這一革命性技術一旦被引入，将沖擊生命科學研究的各個領域，它将在很長一段時間内對人類健康、疾病治療、新藥研發、物種改良和生命科學基礎研究産生廣泛而深遠的影響，基因編輯技術也是全球最具競争力的下一代核心生物技術。
決定受精卵後生命形式多樣性的因素很複雜，但它們背後的邏輯非常相似，可以追溯到單細胞水準。
原因很簡單：人類生命密碼的組成是基于一套完全一緻的邏輯，也就是說，每個人的生命邏輯都是一樣的——我們都知道，比如說，人類細胞中有46條染色體，具體代碼是A-T、C-G，然後由它們的四種排列組合而成。雖然RNA蛋白作為基因是最重要的功能載體，使生命形态顯得豐富多彩，但其背後的底層邏輯卻是A-T、C-G的排列組合。
這就是為什麼任何基因突變，即使是非常小的突變，都會導緻多種遺傳性疾病，甚至影響人的身高、肥胖和瘦等外在表現。
我們通常認為A-T、C-G的組合有幾個變化，比如替換（切換）、插入（插入）和删除（删除）。任何基因的突變，即使是很小的突變，都可能導緻多種遺傳性疾病，甚至影響一個人的身高、身高、體重和瘦弱等外在表現。
這裡有一個簡單的例子，但無論是阿爾茨海默病還是大腦過早衰老，所有疾病背後的邏輯在分子水準上都可以非常簡單。這就是為什麼人類癡迷于基因組序列的解釋，這是我們研究所學生命密碼的基礎。
為了類比這些序列，生命碼是四英寸，A-T，C-G，非常簡單。在IT中，所有用代碼表達的資訊背後，邏輯基礎都是二進制的，無論是網際網路巨頭的觀點，還是人們的日常聊天記錄，在0101的序列背後，人類使用的進階語言，雖然與01分開，但本質上隻是元素的簡單組合。
是以從表面上看，01非常簡單，但是通過它的排列組合可以承載的資訊的複雜性和豐富性往往超出了我們的想象。雖然A-T、C-G隻有四英寸，但攜帶的資訊很多，這也是為什麼生活非常豐富的原因。
02
基因編輯的三個作用
生命是如此複雜，以至于在某些方面，我們甚至覺得它永遠無法被超越，因為人類對生命有新的想法。
我們對序列有三個操作。
第一個操作是"讀取"。
我們需要知道基因序列是如何排列的，以及它們是什麼樣子的。要知道這一點，這個想法很簡單，即排序。在近20年的時間裡，自最初的測序以來，我們已經對整個人類基因組進行了測序，隻剩下一點點。如果你把它們全部列印出來，同時發表在《自然》雜志上，你一定會裝訂一本厚厚的書。
如果我們花費數億美元來衡量其餘的，我們是否能夠學習有關生活的所有資訊和所有秘密？不一定。但測序可以為我們了解基因的功能鋪平道路。相對而言，"閱讀"是最簡單的。
第二個動作是合成，也稱為"寫作"。
既然您已經知道序列是什麼樣的，基因序列的排列是什麼，會發生什麼突變，将會出現什麼問題，那麼是否有可能幹預，合成或組裝人類？
事實上，合成一直存在于我們的身體中。一個細胞分成兩個細胞，它實際上是"閱讀"，它已經在"寫作"，而且它非常精确地"寫作"。甚至一代又一代，基因都在"書寫"——你的基因來自你的父母，他們每個人都提供了一半的遺傳資訊，并共同形成了你的基因。
是以，我們已經在不知不覺中這樣做了很長一段時間，而且我們每天都在這樣做。但我們談論的更多的是人工的"書寫"，化學合成可以"書寫"的長度顯然比我們自己的自然機制所能達到的要短得多——采取将一個細胞分成另一個細胞的"寫入"操作，沒有一家公司可以做到這一點，即使它花更多的錢。
是以在"寫"這個動作中，研究難度增加了。
第三個操作是編輯
這不是簡單的"閱讀"或簡單的"寫作"，而是關于"改變"。"寫作"很簡單，可以跟着人類的知識，按照人類的意願安排順序，然後合成。
"編輯"是一個真正的挑戰 - 它表明我們可以在個體的細胞水準上更改某些細胞或細胞的代碼，那麼為什麼它最難說，并且因為在這個過程中，并非所有操作都可以稱為"編輯"。在合規性方面，對這項技術的認可是一個困難的問題。
通常我們講基因編輯的時候，我們講的是兩個關鍵詞：第一個是定位，因為A-T、C-G看起來一模一樣，但排列方式卻不一樣，是以如何精确定位你想要"寫"和"編輯"的地方是最大的問題。
相比之下，第二個關鍵詞"編輯"适得其反，而不是具有挑戰性，因為它是你的行動本身。有很多方法可以"編輯"它，它是由酶或其他執行該動作的物質完成的。為了在整個基因組中做這樣的事情，我們稱之為"基因編輯"。
為什麼要強調基因編輯？由于基因庫如此之大，是以在基因海洋中找到确切的編輯位置是一個巨大的挑戰。
整個科學界對基因編輯的願景由來已久，但本文讨論的更為複雜、更先進，即如何在所謂的高智能中根據自己的意願進行精确的靶向敲除或修飾。
你可能聽說過基因療法CRISPR，其實它隻是最新的研究成果，而且之前還有多種基因治療方法，比如holming endomclease，但真正走進千家萬戶的卻是CRISPR。
無論是用蛋白質鑒定DNA序列，還是使用CRISPR基因療法鑒定RNA，都是關于識别事物，但使用不同的角度。
我們為什麼想要準确？這是因為我們想要進行編輯。沒有定位就無法編輯，也無法确定要編輯的内容。我們想要做編輯工作的原因是，我們想按照自己的意願對世界進行一些精确的更改。
生命科學領域的每個人每天都在做非常不同的研究，但大多數實驗的工作方式都延伸到幾個問題上：
基因有什麼用？這項研究顯示了什麼問題？基因背後的分子邏輯是什麼？
事實上，所有的研究人員都一直在努力建立一種因果關系——隻有知道遺傳原因和後果才能改善疾病治療，增加糧食産量，使牲畜變薄。是以，生命科學的研究在某種程度上是最"實用"的。
基因科學研究的課題包括美麗的線蟲、果蠅，更進階的包括小鼠、斑馬魚、猴子等生物，那麼為什麼要研究這些生物呢？原因是科學家可以将它們用于基因研究 - 現有技術已經能夠支援我們幹淨地編輯他們的一些基因，然後建立更好的因果模型。對這些生物和模型的研究最終是關于人類本身的。
如果我們想實作基因編輯，那麼我們不僅需要技術本身，還需要生物資訊學的知識。如果我們能夠在基因之間建立因果關系，我們就可以快速找到許多關鍵問題的答案，例如：除了高通量之外，基因編輯還可以做什麼？
從某種意義上說，基因編輯可以推動許多關鍵的突破。例如，在農業生産中，基因編輯技術可以将蘑菇變成黃色。例如，我們都知道，在蘋果被咬傷後，其餘的蘋果會氧化，我們可以進行基因編輯幹預，這樣它就不會變成黃色、棕色或黑色。基因編輯技術還可以幫助飼養瘦肉家畜。
即使有一天，我們也可以"複活"滅絕的猛犸象。
（注：以上摘自
"那些比答案更好的問題"）
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