基因工程将永远改变一切——CRISPR。 | Kurzgesagt

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想象你在80年代生活

然后你获知电脑不久将会掌控一切

不管是购物,约会,还是股市

数十亿的人们将会通过网络相互连接

你将会拥有一个比超级电脑更加强大的掌上设备

这也许看起来很荒谬,但是这些在以后都将发生

科幻小说变成了现实,然而我们从没想过会这样

对于我们来说,基因工程是同样的情况

所以,让我们来谈谈吧

它从哪里来,我们现在在做什么

还有最近的科学突破将怎样改变我们生活的方式和我们对永远的理解

对于设计定制生命,人类已经有千年的历史

通过选择性培育,我们强化了动植物中有用的性征

我们很擅长这些,但是我们从没有完全的明白它是怎么回事

直到我们发现了生命的代码,脫氧核糖核酸-DNA

一个复杂的分子,指引所有生命体的生长,发育,作用和繁殖

信息被编码在分子的结构中

4种核苷酸相互配对,组成了携带指令的编码

更改說明並更改正在攜帶的說明。

当DNA被发现后,人们试图用它来修补。

在1960年代,科学家使用射线轰击植物引发了遗传密码的随机突变。

当时的想法是通过运气让一个有用的植物变异。

有时,它真的会成功。

在70年代,科学家插入的DNA 片段进细菌,植物和动物

为了科研,医药,农业,和兴趣去研究和修改他们

最早的转基因动物 出生于1974年,使小鼠作为标准工具进行研究,节省了数百万人的生命。

在80年代,我们商业化了。第一项专利给予了设计吸收油的微生物。

今天我们通过这种方式生产出了许多化学品,

像拯救生命的凝血因子,生长激素,和胰岛素。

在这之前我们必须从动物的器官中获取。

在实验室修改的第一食品在1994年开始销售:Flavr SAVR 番茄,

添加了抑制腐烂酶积聚的额外基因让番茄给出了更长的保质期。

但是转基因食品和它们所引发的争议应该被制成另一个视频。

在1990年代,也有一些对人体工程学研究的短暂抨击。

为了治疗不孕不育孕产妇,打造了携带3人遗传信息的婴儿

使他们成为史上第一批拥有3个遗传父母的人类

今天,有超级瘦肉猪,极快生长的鲑鱼,无毛鸡和透视青蛙。

有趣的一面是,我们做出了在黑暗中发出荧光的东西

荧光斑马鱼,最低十几美元就能买到

所有这一切都已经是非常出色了,但这之前

基因编辑是非常昂贵, 复杂,和花时间的。

但这一切已被一项革命性新技术改变了—CRISPR。

一夜之间,基因编辑的成本降低了99%

与其需花一年,现在只需要几个星期来进行实验,而且基本上拥有实验室的任何人都能运用这项新技术

我们很难去理解 CRISPR是一个多么宏伟的技术革命

它已经有潜力永远的地改变人类面貌。

为什么突然间出现这种革命,它是如何运作的呢?

自从有了生命的曙光,细菌和病毒就一直在抗争

所谓的噬菌体追捕细菌。

在海洋中,噬菌体每一天杀40%的细菌。

噬菌体通过插入自己的遗传密码进入细菌,并采取他们到使用它们作为工厂做到这一点。

细菌试图反抗,但最终都失败,因为他们的保护工具太弱,

但有时细菌幸免的生存于攻击。

只有当他们这样做,他们可以激活其最有效的防病毒系统:

他们保存一部分的病毒DNA在自己的遗传密码里一个称为CRISPR DNA档案的。

在这里,它被安全的存储着直到需要为止。

当病毒再次攻击,它可以迅速地从DNA档案中复制一个RNA拷贝和武器化一个称为CAS9的秘密武器 - 。

那个蛋白质现在就可以扫描细菌里的病毒入侵者的迹象

通过比较存档里的样本和每一位DNA。

当它发现一个100%的完美匹配,

它激活并削减了病毒 DNA,使其失去作用,防止细菌攻击。

特别的是CAS9非常的精确,几乎像一个DNA外科医生。

革命始于科学家们想出了CRISPR系统是可编程的。

你可以给它你要修改的DNA拷贝,并将它置入一个活细胞。

如果旧的基因操作方法像是一张地图,CRISPR就像一个GPS系统。

除了精准,价格便宜,简单,CRISPR提供编辑活细胞的能力,

开启和关闭基因,指定和研究特定的DNA序列。

它也适用于所有类型的细胞:微生物,植物,动物,或人类。

但尽管这个革命CRISPR是为了科学用处,它仍然只是一个第一代的工具。

在我们说话的同时,更精确的工具已经被创建和使用。

在2015年,科学家使用CRISPR从实验室里的患者

的活细胞切断HIV病毒,证明了它是可行的。

只在大约一年后,他们用大鼠进行了一个更大规模的项目

大鼠基本上所有细胞都有HIV病毒。

通过注射CRISPR入鼠尾,

他们能在整个身体的所有细胞里去除50%以上的病毒。

在几十年里,水晶疗法可能治愈HIV等逆转录病毒,

躲在人类DNA里面的病毒如疱疹可以用这种方式消除。

CRISPR也可以打败我们最坏的敌人之一 - 癌症。

癌症始于细胞拒绝死亡,并翻倍,同时不被免疫系统发现

CRISPR让我们可以编辑您的免疫细胞,使他们更容易追踪癌症。

治疗癌症可能最终意味着

只需注射你本身几千个已在实验室里被改造的细胞

来医治好你。

第一个对人类患者进行CRISPR癌症治疗的临床试验在2016年年初在美国已被批准。

甚至一个月后,中国科学家宣布,他们将使用CRISPR改造免疫细胞治疗肺癌患者

于2016年八月。

进步越来越快。

再来是遗传性疾病。

从恼人和麻烦的到可致命的或造成患者几十年的痛苦。

有了CRISPR这样强大的工具,我们或许能够结束这一切。

超过3,000个遗传性疾病发生原因在于DNA的一个错误指令

我们已经建立一个修改版本的CAS9,用于改变字母,或治疗细胞中的疾病。

在十年或二十年,我们可能可以永远的治愈成千上万的疾病。

但是,所有这些医学应用有一个共同点:

他们只对个人有效和随之而死,

除非被使用于生殖细胞或非常早期的胚胎。

但CRISPR可用于更多用处:

创造基因改造人类,经过设计的婴儿及缓慢,

但不可逆转的改变人类总体基因。

编辑一个胚胎基因组的方法已经存在。

即使技术仍处于早期阶段,但它已经被尝试了两次。

在2015年和2016年,中国科学家尝试用人类胚胎,并在他们的第二次尝试取得了部分成功。

他们显示了编辑基因胚胎仍然面临着巨大的挑战,

但科学家们也在努力的解决这些问题。

这就像在70年代计算机。之后会有更好的计算机。

不管你个人对基因工程的态度如何,它将会影响你。

改良人类可能会改变我们整个物种的基因组,因为他们被调整的特征将被遗传给下一代

并可能波及几代人,慢慢地改变人类的整体基因库。

它会慢慢展开。第一个被设计婴儿不会过度设计。

最可能的是他们被创造以消除致命的家庭遗传性疾病。

随着技术的进步,并得到更精致,越来越多的人可能会说,不使用基因改造是不道德的,

因为它使儿童受到本来可已预防的痛苦和死亡,并不让他们受治疗。

但当第一个受到基因调整的婴儿诞生,那扇门已被打开了,从此不能再关闭。

在早期,虚荣性特征可能不被使用。

但是,随着基因修改变得更加容易接受和我们对我们的遗传密码的知识增强,改变虚荣特征的诱惑会越来越大。

如果你让你的后代免受老年痴呆症,何不也给他们一个增强新陈代谢的基因?

为何不要完美视力?

高度或肌肉结构又如何?

拥有全发?

让孩子聪慧过人有如何?

巨大的变化是由作为积累的数以百万计的个人的个人决定的结果。

这是一个滑坡。改良人类可能成为新的标准。

但随着工程变得更 正常的,我们的知识的提高,

我们可以解决的一个最大的死亡风险因素:老化。

150,000人今天死亡有三分之二是与年龄有关。

目前,我们认为衰老是由细胞损伤造成的,

像DNA断裂,系统负责修复那些损伤。

但也有基因直接影响衰老。

基因工程等疗法的组合可以阻止或延缓衰老,甚至扭转它。

我们知道,从自然,有些动物可避免衰老。

或许,我们甚至可以借用一些基因占为己有。

有些科学家甚至认为生物衰老可能不再发生。

我们仍然会在某个时候死,但不是在90岁在医院这样,

我们也许可以花几千年来与我们的亲人度过。

研究这个仍处于起步阶段,

和许多科学家都理所当然地怀疑老化结束的可能。

面临的挑战是巨大的,也许是无法实现的,

但可以想象今天活着人可能是第一个从有效的抗衰老治疗中获益。

我们可能只需要说服一个聪明的亿万富翁,使它成为他下一个要解决的问题。

从更大的角度来看,我们可以通过被基因调整的人口解决很多问题。

基因调整人类可能可以应付高能量的食物,

消除许多文明疾病如肥胖问题。

拥有了改进的免疫系统,具有潜在威胁的病菌及疾病,

我们都能免疫。

甚至在未来,我们可以改造人类来配备于太空旅行

并能在另一个星球上不同条件下生存,

这将是非常有帮助保持我们活在我们的敌对的宇宙。

尽管如此,一些主要的挑战在等待着我们:一定的技术,有些道德。

你们中许多人看会觉得不舒服,担心我们将创建一个世界里,我们将拒绝不完美的人

基于我们对什么是健康的理念预选功能和品质。

问题是,我们已经生活在这样的世界上。

在世界大部分地区,数十遗传性疾病或并发症的测试已经成为孕妇的标准。

常因遗传缺陷可导致堕胎。

取唐氏综合征,例如,最常见的遗传缺陷之一。

在欧洲,90%被检测到的胎儿都被终止生命。

堕胎的决定是非常个人的,

但必须承认的是,我们是基于医疗条件预选人类。

假装这将改变是没用的,

所以我们在进步的同时及当选择越来越多是,我们需谨慎和尊重每个选择。

但这一切还离我们很遥远。

虽然CRISPR很强大,但它不是万无一失的呢。

编辑错误还是发生,以及可在DNA任何地方发生,并可能被忽视未知错误。

该基因编辑可能达到所希望的结果 – 终止疾病,

但还可能会不小心触发意外的变化。

我们对于我们基因的复杂的相互作用知道的还不足够来避免不可预料的后果。

工作精度和监测方法是一个大问题,当第一次人体试验开始后。

而且,由于我们已经讨论了未来的可能性,也有黑暗的一面。

想象一下像朝鲜这样的国家也开始基因工程。

有没有可能它改造人民基因来永久的统治?

什么会停止极权主义政权使用基因改造来制造超级军队?

它在理论上是可行的。

像这样的情景还很遥远,如果他们变得可能。

但在今时今日,基因工程的基本概念已经存在。

这项技术真的是很厉害。

虽然这可能是一个禁止基因编辑和相关研究的理由,但这肯定会是一个错误。

禁止人类基因工程只会导致科学封闭

在于一个我们不感舒服的管辖权和规则的地方。

只有通过参与我们可以确保进一步的研究是谨慎,理性,监督和透明度的指导。

你现在感觉不舒服吗?

我们大多数人都错了。

在那摆在我们前面的将来,我们就会被允许存在吗?

该技术无疑是一个有点吓人,但我们有很多收获,

和基因工程可能只是在宇宙中的智慧物种的自然演变的一个步骤。

我们最终可能的疾病。

我们可以通过几个世纪延伸我们的预期寿命和旅游太空。

当谈到这个话题时没有必要思想狭小。

无论你对基因工程什么看法,未来总会逼近。

疯狂的科幻小说即将成为我们新的现实,

现实充满了机遇和挑战。

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如果您想了解更多关于CRISPR,可以进一步阅读的描述里的参考来源。

对这主题更多视频将随之而来。

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