自1953年沃森和克里克发现DNA双螺旋结构以来，在探索DNA的道路上人类从未停脚步。得益于科学家们前赴后继、乐此不疲地研究，基因编辑成为治愈人类顽疾的最有希望的方式之一。如何基因编辑更安全、更有效成为未来科学家们努力钻研的方向。2017年是基因编辑疗法集中爆发的一年，让我们盘点一下今年有哪些喜人进展！

1、RNA编辑

由Broad研究所的Feng Zhang领导的研究小组将RNA编辑酶与RNA靶向的Cas蛋白融合，使研究人员能够编辑人类细胞中RNA分子的特定核苷酸。该技术被称为可编程A到I置换（REPAIR）的RNA编辑技术，预计将帮助研究人员考察诸如选择性剪接机制和翻译等现象。该研究的作者认为，有一天这项技术甚至可以用于治疗。

2、碱基编辑（Base-editing）人类胚胎

中国中山大学的一个研究小组报告说，在活的人类胚胎中纠正导致β地中海贫血（一种血液）的单核苷酸突变。碱基编辑不会在编辑时削减DNA，因此与传统的CRISPR-Cas编辑相比，其潜在的有害副作用更少。

3、纳米粒子递送

尽管关于CRISPR-Cas的研究应用比比皆是，但寻找安全有效的递送系统是其应用在治疗上的一大挑战。加利福尼亚大学伯克利分校和某生物技术公司的研究人员最近报道使用金纳米粒子使CRISPR系统“穿梭”到小鼠细胞中，以纠正杜氏肌营养不良症。

4、合成碱基对在细胞内起作用

为什么有4个DNA碱基对时，你可以有6个？Scripps研究所的一个研究小组不仅发明了两个新的碱基对X和Y，而且让它们在活细菌内起作用。细胞能转录DNA合并新的碱基对的DNA并转译RNA，产生选择性合成密码子-GXC和称为pAzF的非规范型氨基酸。结合新氨基酸的能力可以使生物化学家更容易设计具有新功能的蛋白质。

5、自动化膜片钳

使用一种被称为双光子定位膜片（TPTP）的技术可以监测活体小鼠大脑中选定神经元的电活动，但世界上只有少数人能够掌握这一高难度的技术。今年早些时候，麻省理工学院和伦敦大学的研究小组独立地报道了开发出一种自动化的TPTP，它将引导移液器到目标神经元并对其进行监测。麻省理工学院生物工程师Ed Boyden介绍说，这种全细胞膜片法是观察突触和其他研究神经元计算事件的黄金标准。我们正试图把这种高难度技术转变成完全自动化的方法。

6、DNA折纸

利用DNA构建纳米级结构不仅仅出于好奇，这些合成的巨型分子有朝一日可能会在生物传感、药物传递、生物分子分析和分子计算等领域应用。今年，新技术的出现使研究人员能够建造从泰迪熊到分形再到蒙娜丽莎的多种结构。

7、实验室培养造血干细胞

在今年春天发表的两篇研究中，美国的研究小组报告了重新编程小鼠或人类细胞以产生造血干细胞，并将这些造血干细胞植入小鼠后产生血细胞。这两项研究的关键是找到正确的转录因子和环境信号，以诱导细胞达到预期的身份。在将细胞重新编程为血液祖细胞方面进展缓慢，但这些结果可能有助于克服障碍，增加将研究从实验室转移到临床的可能性。

8、活细胞采样

利用今天的实验室和计算机技术，研究人员可以在单细胞水平上获取基因表达和其他类型的数据，但是有一个问题：只有当细胞被杀死后研究人员才能分析其内容物。斯坦福大学的Nicholas Melosh开发了一种被称为纳米吸管（nanostraw）的新方法旨在避免这种情况。细胞生长在一种聚碳酸酯膜上，上面有一层氧化铝纳米吸管，可以伸到细胞膜。当电流通过吸管时，它们会短暂地打开细胞膜上的孔，使蛋白质和mRNA等物质流出。

在这些新的基因编辑技术和研究的基础上，2018年科学家们将继续开拓基因编辑领域，为人类最终克服疾病缺陷而努力。

（环球医学编辑：石 岩）