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基因魔剪：改造生命的新技术 [:1700226915]
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基因魔剪：改造生命的新技术 第二章 基因组编辑的机制解析
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在我们制作的介绍基因组编辑的节目中，曾以CG（Computer Graphics，计算机图形）的形式对其机理进行了解说。俗话说得好，“说起来容易做起来难”，仅仅自己理解，与通过节目的播放让观众理解，两者之间存在巨大的鸿沟。到底该如何进行说明，才能解释得通俗易懂？
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基因组编辑技术是“能够瞄准某个特定基因，以高于以往数万倍的准确率，实打实地破坏目标DNA（也就是令其功能失效）的技术”。
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为了把这个过程用CG表达出来，我们必须对基因组编辑技术进行更为深入的了解。因此，我们决定前往广岛大学，向日本最早开始进行相关研究的山本卓教授求教。山本教授在百忙之中爽快地答应了我们的请求，他挤出时间，从头开始为我们介绍基因组编辑的相关知识。
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基因魔剪：改造生命的新技术 [:1700226916]
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基因魔剪：改造生命的新技术 青蛙变白了
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来到广岛大学，山本教授把我们带到了一间屋子里。这间被称作“蛙房”的实验室位于广岛大学的综合研究实验楼。明亮的日光灯发出刺目的白光，照射着摆放于柜子上的数个水槽。
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水槽中，游动着数只奇异的青蛙。青蛙的背部呈现略偏黄的奶油色，真是名副其实的“白蛙”，而它们位于身体上方的两只眼珠则是如同红宝石一般的鲜红色。在我们碰到水槽外壁时，这些青蛙大概是感觉到了声音和振动，齐刷刷受惊般地游了过来，用鼻尖砰砰地不断撞击起槽壁。八字撇开的双腿，还有那懵懂的表情，真是有些可爱。这种白色的青蛙叫作非洲爪蟾（Xenopus laevis），正是基因组编辑技术使其变成了白色。
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■通过基因组编辑诞生的白色非洲爪蟾
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另一个水槽中饲养着变色之前的原色非洲爪蟾。它们的大小、形状以及外表看起来都与白蛙一模一样，唯独背部的颜色完全不同——绿色的底色上分布着不规则的黑斑，有点像绿色迷彩。它的眼睛是黑色的，只要安静地趴在堆满落叶的池塘底部，就很难被发现。
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山本教授解释道，这些白蛙的体内会生成黑色素的基因已在基因组编辑的作用下失效。该基因名为酪氨酸酶（Tyrosinase，同时也是该基因所生成的酶的名称），是生成黑色素必需的基因。酪氨酸酶一旦遭到破坏，青蛙就无法生成黑色素，从而变成白色。然而，精准地单单只破坏目标基因，这在以往是相当困难的事情。若采用传统的改变基因的技术，需要经过成千上万次尝试，然后从中挑选出恰巧只被破坏了酪氨酸酶的个体。
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这个过程将耗费研究者难以想象的时间与精力，没有人会真的这么做，所以事实上就等于不可能完成的任务。自然界中也会有极其小的概率诞生白色个体从而成为新闻，但现实中从未有人看到过白色的青蛙。由此可见，这是多么罕见的现象。
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然而，基因组编辑将不可能变成了可能。
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让操作熟练的学生对10个蛙卵进行基因组编辑操作，基本上就能诞生10只白色的青蛙。瞄准单一基因进行改动，由此成为可能。目前，山本教授等人正以青蛙是否变白为指标，对基因组编辑技术进行改良。白蛙已经成为生命科学领域的最新技术——基因组编辑的划时代性的体现。
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在广岛大学，山本教授率领的研究组从很早开始就一直在进行基因组编辑的研究，是该领域的先行者。
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山本教授是在2008年初次听闻基因组编辑技术的。从国外的论文上见识到基因组编辑这一技术后，山本教授便立刻被其潜力所吸引，同时也意识到日本在该领域已远远落于人后，不禁有几分焦急。从此，山本教授自费组织研讨会等活动，致力于在日本普及该项技术。
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“在日本，基因组编辑的普及程度和人们对它的了解还远远不够，和其他国家相比十分落后。虽然有很多人想要使用这项技术，但却不懂得该如何用，也缺乏教授使用这项技术的场所。立志于普及这项技术的几个志愿者团体，不约而同地向其他研究人员发出了邀请。研讨会和讲座大半是自发组织的，几乎全凭热爱驱动。”
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对于基因组编辑在日本国内的发展史，山本教授从初期就了如指掌，他真是名副其实的先行者之一。对于基因组编辑的机制，山本教授结合其发展史，向我们娓娓道来。
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基因魔剪：改造生命的新技术 [:1700226917]
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基因魔剪：改造生命的新技术 到底什么是“基因组”
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虽然在第一章里已经介绍过了什么是基因组，不过还是让我们再对其进行一次回顾吧。
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