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从基因编辑发展看科研领域的技术迭代升级

2026-08-31 05:54:52小研科研成果库9
去年底去北京参加一个生物科研的小型闭门会,一桌做了二三十年基因研究的老教授聊起十年前的实验经历,说着说着就笑,笑着笑着又叹气。 技术迭代升级哪里是互联网厂商说的“换个芯片加个内存”那种营销噱头?在科研领域,那是直接把一代人的苦日子,连根拔起扔到历史垃圾堆里。

十年前做基因敲除,折腾到你怀疑人生

早在上世纪九十年代到本世纪头十年,科研人员要想把小鼠体内的某个特定基因敲除掉,研究它的功能,靠的是什么?胚胎干细胞同源重组。 听着很专业?说白了就是碰运气。你要把改造后的干细胞注射到小鼠囊胚里,再移植到代孕母鼠体内,生出来的小鼠还要再杂交筛选,折腾个大半年,最后能得到纯合子敲除小鼠的概率,不到1%。 一个青年博士,三年时间就做一个基因敲除课题,最后没成功,延毕两年都是常事。多少人读了五六年博士,最后连个拿得出手的成果都没有,只能灰溜溜退学。 传统胚胎干细胞基因敲除操作流程图传统胚胎干细胞基因敲除操作流程图 我听那个老教授说,他九十年代当博导的时候,组里三个博士做同一个基因敲除,前两个都失败了,第三个熬了四年才做出来,答辩那天,整个组的人都买了烟花在楼下放。 放到今天?你敢信吗?现在用CRISPR技术做一个基因敲除小鼠,从开始操作到拿到纯合子,最慢也就三个月。快的话,一个多月就能搞定。 2012年CRISPR基因编辑技术的论文刚发出来的时候,国内很多老专家都不信,说哪有这么便宜的事?结果第一批吃螃蟹的年轻博士生,把体系搭起来试了一次,成功率直接干到80%以上,那时候整个国内科研圈都炸了。 原来做了几十年的老技术,一夜之间就没人用了。

从CRISPR到单碱基编辑,才是真的迭代

很多外行看,不都是基因编辑吗?换个名字就是升级了?不对,这里门道大了去了。 最早的CRISPR技术,核心是切割DNA双链,想要实现精准的碱基替换,还是要靠细胞的同源重组修复,这个过程的效率依然很低,而且很容易出现随机的插入缺失,出错率超过30%。你做科研模型还行,敢用到人身上做基因治疗吗?没人敢,切错一个地方就是癌症风险。 2016年单碱基编辑技术(base editor)出来之后,整个逻辑都变了。它不需要切割DNA双链,直接通过融合的脱氨酶,对目标位点的单个碱基进行直接转换,想把A改成G就改A,想把C改成T就改C,根本不需要额外的同源重组模板,出错率直接降到1%以下。 说实话,这对做罕见病基因治疗的研究者来说,那就是打开了一扇门啊。 单碱基编辑技术DNA修饰原理图单碱基编辑技术DNA修饰原理图 国内现在进展最快的地中海贫血基因治疗,用的就是单碱基编辑技术,把患者自身造血干细胞里出问题的位点改回来,再输回患者体内,不需要找配型,不需要排异,已经有好几个患者停药四五年了,跟正常人一模一样。 我之前认识一个做儿科罕见病的医生,他跟我聊起十几年前,一个才两岁的重型地贫患儿,每个月都要输血,一家人靠卖菜维持,最后还是人财两空。那时候他坐在门诊里,除了开止痛药什么都做不了,那种无力感,他说这辈子都忘不掉。现在呢?他手里已经有三个患儿进入了临床,每次跟我聊起最新的检查结果,声音都带着抖。 科研领域的技术迭代升级,从来不是实验室里发论文的炫技,是真的能把原来的“不治之症”,变成可防可治的常见病。

技术迭代的残酷,从来都不温柔

技术迭代的残酷,从来都不温柔技术迭代的残酷,从来都不温柔 不过话说回来,哪次技术迭代全都是鲜花掌声?那是真刀真枪的淘汰,残酷得很。 十年前国内做传统基因打靶技术服务的公司,大大小小几十家,接一个课题就能收几十万,生意好得不行。CRISPR普及之后,不到三年,大半都倒闭了,剩下的要么转型做CRISPR服务,要么转去做别的生意,跟不上的直接没了。 多少做了十几年传统技术的老专家,本来靠着自己的经验,拿课题带学生都没问题,临到退休了,还要学新的实验流程,学新的数据分析工具,不学?对不起,基金申不到,学生招不到,整个课题组直接就没了。 我之前听圈子里说过一件事,某top高校的一个资深博导,九十年代就是领域内的大牛,CRISPR刚出来的时候他死活看不起,说这个技术不靠谱,坚持用自己做了几十年的同源重组,结果不到十年,原来跟他合作的人都转去做新技术了,招生的时候学生都不愿意报他的组,怕毕业的时候学的技术已经淘汰了,找工作都难。最后他提前退休,组也散了。 现在AI辅助药物设计、AI蛋白质结构预测出来了,又是一波新的迭代。原来做药物筛选,一个课题组筛一年,才能筛出几个潜在靶点,准确率还低。现在呢,AI几个月就能筛选出十几个高潜力靶点,准确率比传统方法高好几倍,多少做了十几年传统药物筛选的研究人员,现在也要跟着学AI工具,学大模型用法? 这就是现实。没人等你。 很多人吐槽现在科研卷,说都是技术迭代闹的,把人逼得停不下来。可是你回头想想,哪一次技术进步不是这样?当年光学显微镜发明出来,多少做了一辈子肉眼病理观察的老医生淘汰?PCR技术出来,多少做传统生化鉴定的人转岗?可现在呢,哪一家医院离得开显微镜?哪一个分子生物实验室离得开PCR? 我们这代人吃了迭代的苦,下一代人就能享受到迭代的成果。现在阿尔茨海默病还是没法治,很多罕见病还是无药可医,说不定哪一天,就是新一代的技术迭代,把这些问题都解决了。 前几天刷到国内团队的最新研究,用新一代先导编辑技术,把血友病小鼠的致病位点改好之后,小鼠体内的凝血因子水平恢复到了正常的80%以上,效果能维持大半年,估计再过个三五年就能进临床。 想想二十年前,谁能想到我们今天能做到这个程度?技术迭代升级,说穿了,就是一代又一代的科研人,踩着前辈的肩膀,把原来那些想都不敢想的事,一点点变成普通人都能摸到的希望而已。 对吧?