基因编辑工具CRISPR有朝一日可能会改变人类对待医学的方式——至少到目前为止人们是这样描述的。但是，尽管大家都在谈论使用CRISPR来消除疾病，但这种方法从来都不擅长做一件重要的事情：改变DNA的单个字母(DNA是由四个化学单位组成的，用字母A、T、G和C来表示。）现在，哈佛大学的科学家们说他们已经修改了CRISPR方法，这样就可以有效地逆转涉及基因密码一个字母变化的突变。这一点很重要，因为人类三分之二的基因疾病都涉及一个字母发生变化的突变。

今天在《自然》杂志上描述的这一新方法被称为“碱基编辑技术”。它与标准CRISPR方法依赖相同的基本机制，但不同于它的前任，它不需要切割DNA双螺旋的两条链来改变遗传密码。相反，这种技术可以直接将DNA中的一个字母转换成另一个字母，而无需在转换过程中删除和**一堆随机字母。因此，研究人员能够通过基因改变人类细胞和小鼠细胞来逆转与晚发性阿尔茨海默病和乳腺癌相关的单字母突变。

克里斯普只是从像切肉刀一样处理DNA变成了像手术刀一样处理DNA

研究人员认为，这项新技术可能最终能够编辑人类DNA，将与人类疾病相关的25000个单字母突变的影响降到最低。但那还有很长的路要走。需要记住的是：这项新技术基本上意味着CRISPR从像切肉刀一样处理DNA变成了像手术刀一样处理DNA。为了人类健康的目的，这可能要强大得多。

标准的CRISPR方法基本上是一种基因剪切粘贴工具，它由两种元素组成：一种叫做Cas9的酶，它剪断DNA双螺旋的两条链；一种引导分子，它将Cas9导航到基因组中的一个特定位置，例如，与某一疾病相关的基因变体所在的位置。为了使用CRISPR，科学家们调整了引导分子，以确保Cas9在特定的位置切割DNA，如果他们愿意的话，允许他们滑入正确的DNA序列。但这种方法可能会很混乱，因为切割双螺旋的行为通常会导致细胞添加或移除DNA元素，以尽快重新连接DNA链。因此，研究人员无法有效地改变遗传密码中的单个字母。哈佛大学的遗传学家davidliu说，通常情况下，当使用标准CRISPR方法时，研究人员能够在大约1%的细胞中进行单个字母的改变。

作为一种基因编辑技术，CRISPR还非常年轻。十年前，科学家们大多坚持用它来保护酸奶细菌免受感染。现在，它被用来编辑复杂有机体的基因，**出肌肉发达的狗和能抵抗疟原虫的蚊子。这些都是短时间内的巨大飞跃，但这是有充分理由的。总的来说，CRISPR比其他基因编辑方法更加通用、廉价和精确。但这并不意味着它是完美的。尽管科学家们已经能够用它来扰乱特定的DNA序列，甚至**新的链，但当它被用来完成更微妙的任务，比如替换遗传密码中的一个字母时，CRISPR却做得不好。这就是为什么今天的研究对CRISPR研究人员来说是一件大事；它打开了一个可能的基因编辑的全新世界，而且它没有改变CRISPR最初吸引人的基本特性。

标准的CRISPR方法不能很好地处理更复杂的任务

为了避免标准CRISPR方法的混乱，哈佛大学的研究人员决定将两种蛋白质粘在一种不会导致DNA双链断裂的Cas9酶上。总的来说，这两种蛋白质使Cas9能够直接将四个字母的遗传密码中的一个特定字母转换成另一个，同时绕过细胞可能做出的任何试图撤销转换的尝试。

研究人员在小鼠和人体细胞上测试了这种新方法。在一次尝试中，他们发现碱基编辑技术能够在58%的细胞中转换与阿尔茨海默病相关的突变，而不会引起太多意外的改变。在另一个实验中，它在75%的细胞中起作用。这是很高的成功率。但更重要的是，改变75%的细胞可能足以使某些疾病的症状最小化，刘说。当然，这还要在今后的审判中确定。

对于许多CRISPR研究人员来说，基本编辑技术是一个令人兴奋的来源。”这可以说是迄今为止最聪明的CRISPR小玩意，”乔治·丘奇说，他是CRISPR的先驱之一，也是哈佛大学的遗传学家，没有参与这项研究。威斯康星大学麦迪逊分校的生物医学工程师克里斯·萨哈（Kris Saha）在接受基因专家新闻社采访时说，这种新方法就像接受“闪亮的、新的‘手术刀’”，这种手术刀“足够专业和锋利，能够精确地切割难以触及的细胞中的特定序列”。

但这种技术并不是万能的——至少现在还不是。曾与CRISPR合作过的麦吉尔大学HIV研究人员陈亮指出，由于这种技术只能直接转换一个字母，因此有一定的局限性。不过，这一发现意味着“高精度的CRISPR/Cas9基因组编辑正在成为可能，”他说，这是向前迈出的重要一步。

新方法只能直接转换一个字母

刘知道遗传学家只能做这么多的基础编辑，但他认为一些技术的局限性是暂时的。他的团队已经开始研究Cas9的版本，可以对其他字母进行转换。研究人员还计划在细胞上做更多的工作，以逆转与不同人类疾病相关的突变。最终，他们也会在活体动物身上尝试这种技术。”你可以用动物模型来回答“如果我纠正了突变，疾病的症状会怎样？”？他们会离开吗？他们不会离开吗？等等。

即使这项技术在动物身上效果良好，但要在人类身上应用还需要数年时间。世界各地的科学家已经对CRISPR可以用来永久改变人类的想法提出了担忧。因此，一个专家小组去年底宣布，基因编辑工具不应该被用来改变人类胚胎，从而导致一个人。他们还说，科学家不应该做出可以传给后代的改变。

尽管如此，刘认为在不永久改变人类基因库的情况下治疗人类疾病是可能的。例如，科学家可以通过在**的**中进行局部的DNA改变来减少症状。但即便如此，他说：“将修改基因组的技术转化为动物模型也需要数年的时间。”。所以科学家们要到人类阶段还需要一段时间。