发布时间：
DNA是绝大部分生物的遗传信息的储存介质，由腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）四种核苷酸组成，并且严格遵守A-T,C-G的碱基互补配对原则，DNA链上这四种核苷酸的排列信息就是生物体的主要遗传信息。基因是控制生物性状的基本遗传单位，即一段携带特定遗传信息的DNA序列，主要通过翻译出对应的效用蛋白发挥功能。 图 DNA的结构示意图（图片来自网络）基因异常往往导致各种疾病的发生：如在超过50%的人类肿瘤中都能检测到编码p53蛋白的基因的突变（丧失活性）；Rag1等基因的突变会导致重症联合免疫缺，患儿终生不能接触外界空气，只能终生生活在隔绝容器内（图2）。 图 终生生活在隔离容器内的美国男孩大卫·维特（图片来自网络）什么是基因编辑技术？基因编辑技术是指特异性改变目标基因序列的技术。目前主要的基因编辑技术都是基于如下原理发展而来的：在细胞内利用外源切割复合体特异性识别并切割目的基因序列，在目的基因序列上制造断裂端，这种断裂端随即会被细胞内部的DNA损伤修复系统修复，重新连接起来。在此修复过程中，当有修复模板存在时，细胞会以修复模板为标准进行修复，从而实现对基因序列的特异性改变，即基因编辑（图2）。 图3 基因编辑技术的基本原理示意图要实现基因编辑，外源切割复合体必须满足两个条件：① 切割复合体必须可以特异性地识别和结合至目的基因DNA序列上，这是各种基因编辑技术的主要差异所在，也是发展基因编辑技术的最大困难所在；② 切割复合体必须具有切割DNA，制造断裂端的功能；基因编辑技术的简要发展历史自1953年沃森和克里克两位科学家提出DNA的双螺旋结构以来，人们一直都在积极探索着高效便利的基因编辑技术：上世纪80年代，科学家在小鼠胚胎干细胞中通过基因打靶技术实现了基因编辑（2007年诺贝尔生理医学奖），但此技术在其余细胞内效率极低，应用受到了极大的限制；上世纪90年代，基于细胞内不同锌指蛋白可特异性识别DNA上3联碱基的特征以及核酸酶FokI二聚化后可以切割DNA的特点，人们通过锌指蛋白偶联Fokl的策略逐渐发展出了一种新的基因编辑技术--锌指蛋白核酸酶技术（Zinc Finger Nucleases, ZFNs）。但此技术专利被公司垄断，且锌指蛋白数量有限，可以识别的DNA序列数量有限，其应用也受到了很大的限制。随后，基于改造后的植物病原菌中黄单胞菌属的TAL蛋白可以特异性识别DNA中一个碱基的特性，人们又发展出了新的基因组编辑技术--转录激活样因子核酸酶技术（Transcription activator-like effector nucleases, TALENs）。此技术理论上可以实现对任意基因序列的编辑，但其操作过程较为繁琐，一定程度上限制了其应用。近年来，基于细菌规律成簇的间隔短回文重复序列(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats，CRISPR)系统发展而来的新一代基因组编辑技术--CRISPR/Cas9技术，使得基因编辑变得更为简易、高效。值得提出的是，华裔科学家张锋教授对于CRISPR/Cas9技术的发展与应用作出了重要贡献，是目前这一领域的领军人物之一。基因编辑技术的最新发展由于目前最为广泛应用的CRISPR/Cas9技术仍然存在着无法对所有基因序列实现编辑、可能错误编辑其余基因、切割复合体中RNA容易降解导致复合体不稳定等一些不足之处，人们主要从以下几个方面优化发展新的基因编辑技术：1) 优化CRISPR的蛋白序列，使得其可以识别更多的序列，并且能够更为有效地编辑基因序列；2) 寻找新的具有特异性识别和切割目的基因序列的蛋白。如张锋教授在去年报道的Cpf1，已被证实为一类新的基因编辑工具；而目前引起广泛争议和关注的我国河北科技大学韩春雨教授在今年初报道的NgAgo，如果其真的可以实现细胞内的基因编辑，也是一类新的基因编辑工具，是目前各种基因编辑工具的有效补充；近期，我国南京大学学者又开发了一类新的基因编辑工具—SGN，也引起了学界的广泛关注。基因编辑技术的应用随着CRISPR/Cas9等新型基因编辑技术的迅猛发展，基因编辑技术在诸多方面都有着极为广阔而光明的应用前景：1) 畜牧业和农业方面，现在已经在包括鸡、牛、羊等重要家畜和玉米、水稻、棉花等重要经济作物中实现了基因改造，有效地提高了这些家畜和经济作物的产量和质量；2) 医疗健康方面，一方面，对于先天性基因突变致病患者，利用基因编辑技术改正突变的基因，可以为这些疾病的彻底根治提供希望。如在2013年，我国科学家上海生化细胞所的李劲松教授就利用CRISPR/Cas9技术治愈了小鼠的白内障遗传疾病。另一方面，基因编辑技术还有望为彻底治愈一些重大疾病的提供希望，如利用基因编辑技术改造艾滋病病毒HIV-1携带者免疫细胞中的CCR5基因，可以使得细胞不再受HIV-1病毒感染，有望成为彻底战胜艾滋病的有力武器。结语：迅猛发展的基因编辑技术正在给我们的生活带来巨大的变化，在享受先进科学技术带来的种种福利的同时，我们也必须进一步加强对于基因编辑技术的基础研究以及应用管理，以确保这一先进技术得到正确而有效地应用。编辑：何郑燕 鲁凡英（专家：吴剑锋，厦门大学生命科学学院博士，科普中国微平台原创首发）
什么是基因编辑技术
其实就是把人体的基因进行重新的排列。
基因编辑还可以治疗一些造血干细胞引起的疾病吧。
首先要从基因组的结构入手，再从基因组的结构是如何影响基因的表达来分析，下来就是基因表达的产物--蛋白了。蛋白具有众多的生理学功能：可以作为结构蛋白，也可以作为酶而催化生化反应等等重要的作用。最后就是代谢产物了，在酶的催化作用下会产生众多的代谢产物。这些代谢产物的水平变化可以反馈，反过来可以影响或者调控基因及蛋白的表达，最终还可以影响代谢产物自身的水平变化。 基因组编辑技术的优点就是可以从基因组水平来改变人类的遗传性状，解决目前困扰人类的疾病等问题。 弊端是目前基因组研究还没有将基因组中许多组件的作用及特性完全阐述清楚，所以基因组的编辑可能会产生一些完全相反的结果或者是一些未知的不理想的结果。 自己发挥一下吧。
什么是基因编辑技术
基因编辑可以应用在生物科学领域，来帮助人类解决一些难以解决的疾病。对人体是有益的。
基因编辑技术，可以用于编辑动植物甚至病毒的基因。通过改变基因让其改变性状，对人来说当然是有益的，不过目前这个技术并不完善。如果人类真正的掌握了基因编辑技术，那么就相当于掌握了任何物种的生物源代码，可以随意改变其性状向人类有益的地方发展。
报告称，通过利用CRISPR（基因编辑技术）对引起或恶化癌症的祸首“融合基因”进行编辑，可以缩小肿瘤的大小，提高实验鼠的生存率。匹兹堡大学医学院病理学教授，高通量基因组中心主任Jian Hua Luo表示：“这是第一次将基因编辑技术用于特异性靶向肿瘤融合基因，真的特别令人兴奋，它为即将可能成为治疗癌症的全新方法奠定了基础。”融合基因通常与癌症相关，当原本两个单独的基因结合在一起，就会产生一种异常的蛋白质（融合蛋白），从而导致或促进癌症发生。在早前，Luo教授和他的团队发现了一组使得前列腺癌具备复发性和侵袭性的融合基因。年初时的一篇发表在《胃肠病学》杂志上的研究也指出，研究人员在包括肝、肺和卵巢在内的几种癌症类型中，都发现了融合基因之一MAN2A1-FER，该基因正是造成肿瘤快速生长和侵袭的原因。根据近期《自然生物技术》的一篇线上报告显示，研究人员对于因基因融合而形成的目标DNA序列采用了CRISPR-Cas9基因组编辑技术进行处理，并利用病毒运输基因编辑的工具，以切断融合基因的突变DNA。图片来源：Getty Images因为融合基因只存在于癌细胞中，不会出现在健康的细胞里，因此基因治疗具有高度特异性。这种方法在转到临床时产生的副作用会更少，而副作用正是包括化疗在内的其他治疗方法所面临的主要问题。研究过程中，研究人员使用了接受过人类前列腺癌和肝癌细胞移植的小鼠模型。对其体内的癌症融合基因进行编辑，使肿瘤体积减少了30%。在八周的观察期内，所有小鼠均顺利存活而且癌细胞并未出现转移现象。相反地，对照组实验鼠被注射的是设计用于切割非肿瘤细胞融合基因的病毒，最终其体内肿瘤的大小增加了近40倍，且大多数实验鼠都出现了癌细胞转移的现象，并在研究结束前就已全部死亡。这个新发现展示了一种全新的抗癌方法。Luo教授说：“其它类型的癌症治疗方法就好比是瞄准了敌军的步兵，我们的方法则是瞄准指挥中心，这样敌人的士兵没有机会在战场上重整旗鼓，东山再起。”Luo教授还指出，相较于传统的治疗方法，用基因编辑技术靶向治疗的另一个优点是它具备独自适应的能力。比如常见的情况是癌细胞进化产生了新突变，使得标准化疗无效。但是通过基因编辑技术，就能持续地有针对性地对抗新突变。未来，研究人员打算测试这种策略能否彻底根除疾病，而不是像目前的研究中观察到的一样只是缓解部分病情。该研究由美国国立卫生研究院、美国国防部和匹兹堡大学癌症研究所资助进行。蝌蚪五线谱编译自futurity，译者 狗格格，转载须授权
基因编辑已经开始应用于基础理论研究和生产应用中，这些研究和应用，有助于生命科学的许多领域，从研究植物和动物的基因功能到人类的基因治疗。
DNA是绝大部分生物的遗传信息的储存介质，由腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）四种核苷酸组成，并且严格遵守A-T,C-G的碱基互补配对原则，DNA链上这四种核苷酸的排列信息就是生物体的主要遗传信息。基因是控制生物性状的基本遗传单位，即一段携带特定遗传信息的DNA序列，主要通过翻译出对应的效用蛋白发挥功能。 图 DNA的结构示意图（图片来自网络）基因异常往往导致各种疾病的发生：如在超过50%的人类肿瘤中都能检测到编码p53蛋白的基因的突变（丧失活性）；Rag1等基因的突变会导致重症联合免疫缺，患儿终生不能接触外界空气，只能终生生活在隔绝容器内（图2）。 图 终生生活在隔离容器内的美国男孩大卫·维特（图片来自网络）什么是基因编辑技术？基因编辑技术是指特异性改变目标基因序列的技术。目前主要的基因编辑技术都是基于如下原理发展而来的：在细胞内利用外源切割复合体特异性识别并切割目的基因序列，在目的基因序列上制造断裂端，这种断裂端随即会被细胞内部的DNA损伤修复系统修复，重新连接起来。在此修复过程中，当有修复模板存在时，细胞会以修复模板为标准进行修复，从而实现对基因序列的特异性改变，即基因编辑（图2）。 图3 基因编辑技术的基本原理示意图要实现基因编辑，外源切割复合体必须满足两个条件：① 切割复合体必须可以特异性地识别和结合至目的基因DNA序列上，这是各种基因编辑技术的主要差异所在，也是发展基因编辑技术的最大困难所在；② 切割复合体必须具有切割DNA，制造断裂端的功能；基因编辑技术的简要发展历史自1953年沃森和克里克两位科学家提出DNA的双螺旋结构以来，人们一直都在积极探索着高效便利的基因编辑技术：上世纪80年代，科学家在小鼠胚胎干细胞中通过基因打靶技术实现了基因编辑（2007年诺贝尔生理医学奖），但此技术在其余细胞内效率极低，应用受到了极大的限制；上世纪90年代，基于细胞内不同锌指蛋白可特异性识别DNA上3联碱基的特征以及核酸酶FokI二聚化后可以切割DNA的特点，人们通过锌指蛋白偶联Fokl的策略逐渐发展出了一种新的基因编辑技术--锌指蛋白核酸酶技术（Zinc Finger Nucleases, ZFNs）。但此技术专利被公司垄断，且锌指蛋白数量有限，可以识别的DNA序列数量有限，其应用也受到了很大的限制。随后，基于改造后的植物病原菌中黄单胞菌属的TAL蛋白可以特异性识别DNA中一个碱基的特性，人们又发展出了新的基因组编辑技术--转录激活样因子核酸酶技术（Transcription activator-like effector nucleases, TALENs）。此技术理论上可以实现对任意基因序列的编辑，但其操作过程较为繁琐，一定程度上限制了其应用。近年来，基于细菌规律成簇的间隔短回文重复序列(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats，CRISPR)系统发展而来的新一代基因组编辑技术--CRISPR/Cas9技术，使得基因编辑变得更为简易、高效。值得提出的是，华裔科学家张锋教授对于CRISPR/Cas9技术的发展与应用作出了重要贡献，是目前这一领域的领军人物之一。基因编辑技术的最新发展由于目前最为广泛应用的CRISPR/Cas9技术仍然存在着无法对所有基因序列实现编辑、可能错误编辑其余基因、切割复合体中RNA容易降解导致复合体不稳定等一些不足之处，人们主要从以下几个方面优化发展新的基因编辑技术：1) 优化CRISPR的蛋白序列，使得其可以识别更多的序列，并且能够更为有效地编辑基因序列；2) 寻找新的具有特异性识别和切割目的基因序列的蛋白。如张锋教授在去年报道的Cpf1，已被证实为一类新的基因编辑工具；而目前引起广泛争议和关注的我国河北科技大学韩春雨教授在今年初报道的NgAgo，如果其真的可以实现细胞内的基因编辑，也是一类新的基因编辑工具，是目前各种基因编辑工具的有效补充；近期，我国南京大学学者又开发了一类新的基因编辑工具—SGN，也引起了学界的广泛关注。基因编辑技术的应用随着CRISPR/Cas9等新型基因编辑技术的迅猛发展，基因编辑技术在诸多方面都有着极为广阔而光明的应用前景：1) 畜牧业和农业方面，现在已经在包括鸡、牛、羊等重要家畜和玉米、水稻、棉花等重要经济作物中实现了基因改造，有效地提高了这些家畜和经济作物的产量和质量；2) 医疗健康方面，一方面，对于先天性基因突变致病患者，利用基因编辑技术改正突变的基因，可以为这些疾病的彻底根治提供希望。如在2013年，我国科学家上海生化细胞所的李劲松教授就利用CRISPR/Cas9技术治愈了小鼠的白内障遗传疾病。另一方面，基因编辑技术还有望为彻底治愈一些重大疾病的提供希望，如利用基因编辑技术改造艾滋病病毒HIV-1携带者免疫细胞中的CCR5基因，可以使得细胞不再受HIV-1病毒感染，有望成为彻底战胜艾滋病的有力武器。结语：迅猛发展的基因编辑技术正在给我们的生活带来巨大的变化，在享受先进科学技术带来的种种福利的同时，我们也必须进一步加强对于基因编辑技术的基础研究以及应用管理，以确保这一先进技术得到正确而有效地应用。编辑：何郑燕 鲁凡英（专家：吴剑锋，厦门大学生命科学学院博士，科普中国微平台原创首发）
可能会有这样的发展，而且通过这样的技术也能够更好的治疗癌症。如果能够通过基因编辑的方式来对癌症的基因进行改变，那么就可以有效的治疗癌症，也可以提高癌症的治愈率，是一个非常有用的治疗方法。
会根据基因编辑的方式来改变导致出现癌症的基因组合方式；会有用的。
基因组编辑确实能够用于治疗癌症，但是这是一个非常庞大的工程，人们的想法往往很美好，但是现实是比较残酷的。人们的身体中有成千上万个基因组合，如果这些细胞中出现了突变，那么就很有可能造成身体癌变。人们发生突变的细胞也许并不只有一两个，有时候会达到几百个细胞突变，基因治疗只能够修复其中的一个部分，并不能够及时的找到这些基因序列，这是一个非常艰难的任务。
狭义的基因工程仅指用体外重组DNA技术去获得新的重组基因；广义的基因工程则指按人们意愿设计，通过改造基因或基因组而改变生物的遗传特性。基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。
水稻是世界上最重要的粮食作物之一,全球约二分之一的人口以稻米为主食,传统的遗传育种方法在提高水稻产量、抗性和品质方面已作出了重要贡献,但由于稻属种质资源的限制及常规育种方法的局限性,给水稻进一步的遗传改良带来一定困难。随着分子生物学研究的深入,基因的分离、克隆和重组技术以及转基因技术的日趋成熟,遗传转化已成为水稻遗传改良的一种有效手段。抗虫、抗病和抗除草剂转基因水稻的培育可为水稻的高产与稳产提供重要保证,也可减少化学农药的使用,改善环境质量。通过调控淀粉合成相关基因的表达,可以改良稻米的淀粉品质,以提高其食味品质或加工品质。 本研究重点利用转基因技术进行水稻改良的研究,主要研究内容包括两大方面。一是将不同来源的抗虫、抗病和抗除草剂基因,包括苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)毒蛋白cryIA(c)基因、雪花莲凝集素(Galanthus nivalis agglutinin, GNA)基因、甜椒编码类铁氧还原双亲蛋白(Amphipathic protein 1, AP1)基因和土壤吸水链霉菌(bialaphos resistance, Bar)抗除草剂基因,导入4个高产粳稻品种广陵香粳、武香粳9号、武香9915和扬辐粳8号中,研究抗病、抗虫和抗除草剂转基因水稻,特别是含有不同目的基因组合的多抗转基因水稻的培育方法,二是,将控制直链淀粉合成的水稻蜡质(Waxy,Wx)基因的不同转基因构建,包括其全长基因组序列(简称全长Wx基因)、Wx-cDNA和反义RNA结构(简称反义Wx基因),导入具有不同直链淀粉含量的水稻品种协青早、龙特甫、武香粳9号、武香9915、苏御糯和广陵香糯等中,研究调控蜡质基因表达对改良稻米品质的效果,在此基础上进一步获得具有优良食味品质或特高直链淀粉含量的水稻新品种(系)。主要研究结果如下: 1、转Bt基因水稻。通过双菌双载体或超双元载体介导的农杆菌介导共转化法,将Bt cryIA(c)基因和潮霉素抗性选择标记基因(HPT)同时导入粳稻品种武香粳9号和广陵香粳中,从其自交后代中筛选获得了无HPT基因的转Bt基因水稻材料。抗虫性鉴定结果表明,转Bt基因水稻对稻纵卷叶螟和二化螟的抗性较未转化对照有了明显提高,具体表现为:稻纵卷叶螟对转Bt基因水稻离体叶片的危害程度明显小于未转化对照,转Bt基因水稻离体叶片上的稻纵卷叶螟幼虫全部死亡;二化螟高龄虫对分蘖期转Bt基因水稻离体茎杆危害程度明显小于未转化对照,转Bt基因植株茎杆上只有少量的螟虫排泄物;二化螟幼虫在苗期转Bt基因水稻上死亡率达到100%,较未转化对照有明显提高;二化螟造成的成株期转Bt基因水稻的枯心率明显低于未转化对照,部分转化子对二化螟的抗性由未转化对照的高感上升为抗或中抗级别;在不施用任何农药的田间自然条件下,转Bt基因水稻表现为无稻纵卷叶螟危害,未转化对照的受害率达100%。 2、转AP1基因水稻。通过超双元载体介导的农杆菌共转化法,将AP1基因和HPT基因同时导入粳稻品种武香粳9号、广陵香粳中,从其自交后代中筛选获得了含有AP1基因而无HPT基因的水稻。抗病性鉴定结果表明,转AP1基因水稻叶片上白叶枯病病斑长度均极显著小于未转化对照,广陵香粳转基因水稻的抗性级别由未转化对照的中抗上升为抗;转AP1基因水稻虽然与未转化对照对纹枯病的抗性级别均为中感,但相对病班长度均显著或极显著地小于未转化对照;大部分转AP1基因水稻对稻曲病的抗性较未转化对照有所提高。 3、转GNA和Bar基因水稻。以粳稻品种广陵香粳、武香9915和扬辐粳8号为材料,以同时含有GNA和Bar基因的双元载体EHA105/pCUGNA-BAR介导的转化法,将GNA和Bar基因导入以上受体品种中,通过除草剂抗性鉴定和PCR分析,筛选获得了同时含有Bar基因和GNA基因的纯合转基因水稻。抗性鉴定表明,褐飞虱在转基因水稻上的进食量显著低于未转化对照和感虫对照品种台农本地1号(TN1),褐飞虱在转基因水稻上的繁殖率亦显著低于未转化对照,即转基因水稻对褐飞虱的进食量和繁殖率有明显的抑制作用;转基因水稻4901-1苗期对褐飞虱的抗性达到了中抗水平,较未转化对照扬辐粳8号的感虫水平有了明显提高。 4、聚合多个抗性基因培育多抗转基因水稻。利用双菌双载体介导的共转化,将AP1基因、Bt基因和HPT基因同时导入粳稻品种广陵香粳中,并将其与同时含有GNA和Bar基因的转基因水稻杂交,从其自交后代中筛选获得了同时含有两个、三个或四个目的基因、但无HPT基因的多种类型的多价转基因水稻材料。通过抗性鉴定试验表明,这些多价转基因水稻表现出预期的抗病和/或抗螟虫和/或抗飞虱和除草剂的多抗特性,具体表现为:(1)含AP1基因的多价转基因水稻对白叶枯病(KS-1-20)的抗性级别与只含AP1基因的