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返老还童将成真 斯坦福教授讲解生命编程技巧

2016-11-7 10:01|发布者: 热点新闻|查看: 255|评论: 0|来自: 网易

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摘要:假若有一天,艾滋病、乙肝等从地球上消散。   假若有一天我们可以根治癌症。   假如秃顶、肥胖、近视都能够被治疗。   假若有一天,我们可以返老还童。   世界会不会加倍夸姣?   探长获悉基因 ... ...

假若有一天,艾滋病、乙肝等从地球上消散。

  假若有一天我们可以根治癌症。

  假如秃顶、肥胖、近视都能够被治疗。

  假若有一天,我们可以返老还童。

  世界会不会加倍夸姣?

  探长获悉基因编纂和干扰技巧有看将这些理想都酿成现实,于是潜进腾讯WE大会,凝听了斯坦福大学Lei Stanley Qi(亓磊)教授关于“编程生命”的演讲。

  

  (基因编纂领域专家、斯坦福大学生物工程系和化学与系统生物学系助理教授亓磊)

  我们可以把人体算作一台DNA的策画机,一台生命信息的策画机。

  基因的根本形态是DNA,DNA编码了RNA,RNA又编码了卵白,卵白产生了复杂的功效。基因信息的横向运动组成了我们的生命,在每一小我体内都有这样的DNA、RNA和卵白的分子,一旦这种信息运动犯错,我们就会得病。

  

  人类的疾病其实可以简略的分成两类,一种是人体获得了不应获得的工具造成的疾病,第二种是你丢失踪了一些需要的工具造成的疾病。

  那么,假如我们能像策画机一样,给人体添加一些按纽:好比说其中一个按纽是“更改”,当按下这个按纽的时辰任何产生短处的DNA就会产生主动的修复,赞助我们纠正这些疾病;再好比此外一个按纽“删除”,可以赞助我们删除不想要的基因,如沾染的病毒;此外还有打开或者是封锁基因的按纽,赞助我们调剂这些基因的功效。

  假若有一天,我们可以做到上述这样的“生命编程”,那么良多疾病我们将不再感应怕惧。

  

  生命编***的可以实现吗?

  1. CRISPR(基因铰剪)

  很侥幸的是,比来几年涌现了一项新的技巧叫做CRISPR(基因铰剪),它是生物工程师眼中的希看,是人们用来并吞难以治愈疾病的希看。CRISPR是什么呢?简略来说,它就像一把铰剪,一把DNA的分子手术刀,可以帮我们精准的剪切基因的某一个地位。

  

  CRISPR有两大首要功效:一个是GPS,另一个是铰剪。它由一个卵白和RNA组成。这个出格的卵白叫做Cas9,是从细菌中缔造的,它在细菌中可以准确的把它不快乐喜爱的病毒给剪切失踪往除。而这个准确性来自于与Cas9联合的RNA,叫做向导RNA。

  

  (CRISPR 基因铰剪)

  向导RNA,就像一个卫星导航系统,可以把这把分子铰剪带到对应的基因地位,而它寻找DNA的方法长短常简略的,就是我们所熟知的互补事理。这就形成全数生命编程的根本,我们可以经由过程设计分歧的向导RNA,来设计分歧的GPS,告诉这个铰剪跑到分歧的地位来编纂基因,经由过程编纂我们可以插进一个基因,删除一个基因,或者是批改一个短处的基因。

  在2012年,当亓磊还在伯克利做博士生的时辰,他和他的导师在一路研究时缔造:CRISPR基因编纂当然很是强盛,可是有时也会犯错,而假如这种短处产生在人的生殖细胞里,就会传给儿女,形成新的遗传病,而且很难逆转,于是,他们初步思虑一种不必往批改基因序列,但同时又能转变基因功效的方法。

  

  (CRISPRi也有风险)

  2. CRISPRi(基因开关)

  伴跟着这个设法,他们缔造了一种新的技巧,叫做CRISPRi(基因开关),i指的是干扰。简略的说,CRISPRi是往除了铰剪的功效,所以不会对DNA造成任何的损伤,可是却保留了GPS的功效,能够精准地跑到某个基因的地位,并不会剪失踪它,而是转变它的表达方法。

  

  (CRISPRi 基因开关)

  人的基因组是有2万多个基因组成的,这些基因细微的分歧和分歧的表达组成了我们个体的分歧,当该表达的基因不表达,或者是不应表达的基因表达的时辰我们就会得病,而这些疾病可以经由过程CRISPRi来修复。

  假想一下,CRISPRi就是一把把的钥匙,它可以让我们用来准确的开关基因组里的良多基因,好比说我们可以用CRISPRi关失踪一些造成疾病的风险性基因,像糖尿病、近视眼和癌症,同时我们可以用这把钥匙打开一些对我们有有益的基因,好比说打开一个加强免疫力的基因。

  

  在尝试室里,我们可以应用良多把这样的钥匙,同时在人的细胞里打开封锁上百个基因,达到很是复杂的生命编程的过程。让我们再看看有哪些操作吧:

  用生命编程治疗遗传病

  遗传病的根柢是因为遗传的DNA产生了短处,我们可以把它进行修整。

  生物工程师此刻正在应用这些基因编程的工具,来针对良多种分歧的遗传病寻找解决的方案,像凡是见到的秃顶,这是遗传造成的,而肥胖、近视是由遗传和情况一路造成的。

  这些都可以在未来某一天经由过程基因编程的方法彻底批改失踪,我们再也不需要忧虑得这些弊病。

  

  用生命编程的方法治疗艾滋病

  我们听过最可怕的疾病理当就是艾滋病了。HIV病毒沾染人的免疫系统,而且长时刻的匿伏在里面,造成免疫系统的缺失踪,这就是艾滋病。

  今朝,治疗艾滋病的首要方法是经由过程独霸HIV的撒播,以及延缓HIV的爆发,很是昂贵,而且并不能从根柢上覆灭HIV。

  按照麻省大学医学院的研究,我们有看用生命编程的方法根治HIV,操作Cas9 / CRISPR技巧将造成艾滋病的HIV病毒序列从细胞基因组里删除失踪,就能让HIV病毒从病人体内永远消散。而假如每小我都进行这样的生命编程,那么HIV就会从地球上永远的消散,人们再也不用忧虑未来得艾滋病。

  

  用生命编程的方法治疗乙肝

  同样的方法也可以用于乙肝病毒。数据统计,中国得乙肝病毒的病人数量跨越全世界其他国家的总和。

  乙肝病毒也是一种DNA病毒,它持久的匿伏在我们的肝细胞里,并经由过程这种匿伏影响我们的肝脏功效,甚至造成肝癌。既然是DNA病毒就可以经由过程DNA编程的方法加以批改、删除,这样乙肝病毒就再也不存在我们的体内,世界上再也没有乙肝的携带者。

  

  用生命编程的方法治疗癌症

  今朝治疗癌症的方法也斗劲单一,首要是手术切除或者是大剂量的化疗,这些方法也是治标不治本,而且很是苦楚。

  有一种方案就是编程我们的免疫系统,大师知道免疫系统是我们身段的一道防线,免疫细胞就像差人一样赞助我们往除那些我们有害健康的工具。

  但有个问题是免疫细胞会游走于全身各个器官,对于良多器官造成不需要的危险!

  经由过程生命编程的方法,我们也能解决这个问题。我们可以编程免疫细胞,让它们变得很是精准,只往杀逝世需要杀逝世的癌细胞,好比让免疫细胞只进进到肺部,这样对于肺癌的病人只会进进到肺部往杀逝世这些肺癌细胞,而不会进进到身段的其他任何器官,不会造成“误伤”。

  

  用生命编程的方法返老还童

  比来,亓磊的团队和斯坦福医学院临床医生合作,应用编程的方法来解决骨再生的问题。大师知道,老年人和糖尿病患者的骨头一旦受损修复长短常漫长的。那么,解决的方案就是编程干细胞,让干细胞短时刻内快速再生出高质量的骨头。

  

  而他们的尝试缔造,在小鼠体内原本不成以再生的骨头,经由过程两周时刻内快速再生出高质量的骨头。

  同样的方法也可以实用于更复杂的器官,好比说再生心脏,让心脏从头恢复功效,甚至可以让人们返老还童。假如把年青小鼠的血打进到年迈的小鼠体内,它就会恢复认知能力和青春,年青小鼠血里面有一些工具可以赞助年迈的老鼠,这就是所谓的“返老还童”吧。

  

  假如说IT行业在一条高速公路上已经飞速前行了30年的话,那么生物科技也即将驶进这条高速路,当然说此刻速度不是很快,可是加速度很大,那么在未来它必将一样高速行使。

  生命编程的未来与生物工程师的愿景

  在演讲的最后,亓磊教授提到:“基因编程的方法今朝正处于起点,可是它却能赞助我们克服良多的疾病,包含癌症、老年痴呆、沾染病和器官损伤,要想让这个成功,不仅需要生物工程师的存在,也需要财富的存在,需要有一个完整的生物科技财富不竭的立异,不竭的支撑将科技转化为临床、转化为医学,而且与医学完善的联合。”

  

  作为一个生物工程师,亓磊也曾在面临太多未知的工具苍茫过,但有一段深深的影响了他,也描写了良多生物工程师的愿景:“Heal the Hurt, Reverse the Time, Change the Fate”(医治伤患、逆转时刻、转变命运!)


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