【前沿评论】基因组编辑技术的前世今生
5月2日，河北科技大学生物科学与工程学院生命科学系副教授韩春雨在国际顶级期刊《自然·生物技术》杂志上发表了一篇研究成果。他的团队发明了一种新的基因编辑技术——NgAgo-gDNA，向已有的最时兴技术CRISPR-Cas9发起了挑战。CRISPR-Cas9被认为是第三代基因编辑技术，近些年来一直是诺贝尔奖的热门。那么，什么是基因编辑技术?不同的基因编辑技术作用何异?其应用前景又如何?
什么是基因编辑技术
本质上看，人工基因编辑技术是一类转基因(基因敲出或基因转入)技术，包括作为技术基础的限制性核酸内切酶技术、基因打靶技术，以及基因组编辑技术等。从基本原理上看，这些技术都是借助生物体内在DNA修复系统，通过各种随机或定向方法，对基因组特定DNA序列进行识别选中、删除或替换，定点改造基因，从而获得预期的生物性状，比如可以用来治疗一些目前只能靠药物来延缓病变的疾病如艾滋病、肿瘤等。该技术同样可以应用到动物、植物以及微生物上，比如改造动物的造血基因让它产生可供人类使用的“血液”。
基因编辑技术的发展
由于不同生物系统间基因调控系统的复杂性和差异性，不同基因编辑技术在精确性、适用性、效率等方面各有千秋，它们就像具有不同功能优势的“剪刀”，人们可以根据不同的需求用这些“剪刀”对生物基因组进行修剪改造。
20世纪70年代，一类特殊的天然蛋白限制性核酸内切酶的发现，并作为DNA分子剪刀广泛采用，使早期DNA重组技术成为可能。20世纪80年代，基于小鼠胚胎干细胞及DNA同源重组技术的发展而催生的基因打靶技术，使得科学家可以对小鼠等的基因序列进行定点敲出及插入，使生命科学的研究发生了革命性的改变，但该技术存在编辑效率较低、操作周期长、花费大、应用范围受限等缺点。进入21世纪，人工核酸酶研发迎来快速发展期。以人工设计特定的蛋白质结构作为“瞄准器”的第一代人工核酸酶，具有靶向基因组上的任何位点、编辑效率较高、应用范围广、商业化可定制等优点，但也存在精确性不足、成本较高、多位点同时进行基因编辑周期较长等缺陷。2012年，名为“CRISPRCas9”的第二代基因组编辑技术横空出世，以RNA作为“瞄准器”，由于操作简单，第二代技术得以迅速被广泛使用，并具有可编程、高正交性、高通用性、高工程化、多位点编辑潜力，目前正在进一步完善。2016年报道的我国科研工作者研发的
NgAgo-gDNA基因编辑技术以一种特殊的DNA作为“瞄准器”，理论上具有更高的精确度和应用范围，为基因编辑应用提供了新的技术选项。但这项新技术目前还处于开发初期，分子机理还未充分阐述，未来应用前景是否足以媲美现有成熟技术还为时尚早。
基因编辑技术应用展望
新兴基因组编辑技术，代表了对复杂基因组和细胞过程进行操纵和研究的一种研究范式的转变，正掀起一场新的分子生物学研究革命。这不仅为分子生物学基础研究开辟了新的研究范畴，也有助于微生物、植物和动物的精准基因改造，以及重大遗传性疾病的基因治疗，在相关产业领域具有重要应用价值，前景广阔。
但是，科学研究结果也表明，新兴基因组编辑技术还远远不够成熟，相关人体实验也引发了影响深远的社会、伦理和法律问题，技术也接近逾越科学自由的边界。目前，国际和国内，围绕“基因组编辑”技术的相关讨论、科学人文对话、政策设计已经开始，有望为这一具有巨大潜力的技术领域开辟权威高效、科学有序的监管环境和文化氛围。
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