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无论如何,只要对今天采取的尾鳍进行分析,就能判明肌抑素是否已被破坏。从现阶段开始密切跟踪这项研究,我们应该就能逐步厘清基因组编辑技术的整体概念及其发展潜力了。因此,我们对接下来的采访寄予了厚望。
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基因魔剪:改造生命的新技术 瞬间就能完成的基因组编辑操作
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说起来,所谓“对鱼类受精卵进行基因组编辑”到底具体是怎么操作的呢?第二天,我们决定拍摄基因组编辑的工作状态。木下助教为拍摄所准备的是青鳉受精卵——青鳉几乎每天清晨都会产卵,操作所使用的就是当天清晨采取到的受精卵。
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“研究中最常使用的,应该是青鳉和斑马鱼了。”
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木下助教把我们带到密密麻麻摆满了水槽的实验室,其中游着的鱼大多是青鳉。乍一看,这些青鳉都很普通,但其实它们全都接受过不同类型的基因组编辑。目前,研究者正在观察这些个体分别会发生什么样的变化。雌鱼和雄鱼总是被成对放入水槽,每天早晨雌鱼产卵受精后,木下助教再把小小的新鲜受精卵块从水槽中采取出来。
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“我们一直都是在这儿进行基因组编辑的。”木下助教带我们到另一个小房间,然后他小心翼翼地向一台显微镜内观察,开始进行操作。他向青鳉受精卵内注入用于进行基因组编辑、切断特定基因的物质。这种物质叫作CRISPR‐Cas 9,平时冷冻保存于试管之中,仅在使用时解冻出少量液体。
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操作过程出奇简单——用一种玻璃制成的极细的针头将透明的青鳉卵刺破,然后通过针头将CRISPR‐Cas 9注入卵中,仅此而已,短短几分钟时间就能完成。
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操纵生物基因的过程竟然如此简单,简直太惊人了!至于操作是否成功,则要等到被当成操作对象的生物诞生后才能知晓。
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■正在对青鳉的受精卵进行基因组编辑操作的木下助教
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基因魔剪:改造生命的新技术 基因分析的结果
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当天,木下助教还给我们看了前一天所拍摄的真鲷的尾鳍基因分析的结果。结果显示——目标基因被破坏的真鲷占全部的50%左右。
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“比预计的要少啊。”
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研究组原本也没指望基因组编辑的准确率能达到百分之百。
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在我们看来,往受精卵中注入基因组编辑物质的操作十分简单,但其实也是有讲究的——CRISPR‐Cas 9的注入必须早于受精卵的分裂。鱼卵一旦受精,很快就会开始分裂。从最开始只有一个细胞,逐渐分裂成2个、4个、8个……所以,研究人员必须赶在最初的单细胞阶段就完成基因组编辑才行。倘若基因组编辑是在两个细胞的阶段才完成的,那么就只有其中一个细胞能接受基因组编辑,而另一个细胞必然无法接受操作。我们可以简单地想象成有半边身体经过了基因组编辑,而另外半边则没有。如此一来,就可能导致十分微妙的状态,比如以斑驳的状态呈现基因组编辑的结果。
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即使赶在卵细胞开始分裂之前,也就是在单细胞受精卵的状态下进行基因组编辑,也无法确保基因一定能被改变。这是因为基因存在于染色体之中,染色体以两条为一组,很可能只有其中一条成功接受了基因组编辑。不过,就算只有一条染色体接受了基因组编辑,这条鱼还是有可能与另一条同样只有一条染色体接受了基因组编辑的鱼交配,并孕育出两条染色体均接受了基因组编辑的后代。
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在实地参观了对鱼类进行基因组编辑的工作现场之后,我们意识到,基因组编辑技术仍然处于不断发展完善的过程之中。
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基因魔剪:改造生命的新技术 变成了1.5倍
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到了第二年,也就是2015年春天的时候,接受过基因组编辑的真鲷差不多要满一周岁了。我们再次与木下助教取得了联系。“它们真的都长得很大了哦!整个背部都鼓起来了。”就算隔着电话,我们也能感受到对方的兴奋之情。
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