业余生物爱好者准备就绪，尝试用CRISPR技术改写基因

以Johan Sosa为代表的“生物黑客”正在探索分子生物学的创造性潜力。

虽然Johan Sosa完全没有接受过正规的科研训练，但这并没有妨碍他掌握数十年来最强有力的分子生物学工具。

Sosa已经在体外实验中应用过CRISPR技术，这项技术问世已有三年，它能对DNA进行靶向性修饰。接下来，他希望能在酵母中尝试这一方法，随后则在模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）中使用。

CRISPR以其简便和用途广泛为人称道，有了它，科学家能比以往更轻松地对基因序列进行特定的修改。研究学者已经应用CRISPR编辑了从细菌到人类胚胎在内的各种有机体。这项技术有望为遭受遗传病折磨的家族谱系消除遗传缺陷，以前所未见的方式治疗癌症，或者在猪体内培育人类器官。有位研究人员甚至提议修改大象基因组，来复活灭绝已久的耐寒长毛猛犸象。

这些成就，是那些自己动手（DIY）的“生物黑客”（biohacker）所力不能及的，然而CRISPR技术本身却不是这样。“生物黑客”是一个逐渐壮大起来的业余科学家团体，常常在社区实验室工作，这类实验室通常要收取租金才允许使用仪器与设备。在创新精神驱使下，这些业余爱好者们改造酵母以调整啤酒的风味，用细菌制造艺术品，或者，探究严肃的基础研究问题，他们迫不及待地想要尝试CRISPR技术。“它是有史以来最神奇的工具” Andreas Stürmer说，他是都柏林的一位生物黑客和企业家，“你在自己家里就能操作它。”

Sosa是加利福尼亚州圣荷西的一位IT咨询人，三年前，当他决定要在实验室中培养器官——或者，其他身体组织时，他就投入了生物黑客这一爱好。起初，他不知道这个目标有多么脱离实际，“我以为你只需拿一堆干细胞，再往里头加点东西，”他说。

当他开始阅读分子生物学教科书，参与讲座并自学实验室技术时，操作活细胞的挑战也就不成问题了。他参加了加州桑尼维尔的“生物好奇心”BioCurious）社区实验室。

Sosa还没想好掌握了CRISPR技术后用它做些什么。也许会加入“生物好奇心”的一个团队，改造酵母用来合成酪蛋白（牛奶中的一种蛋白质），并逐步制造出素食奶酪。这可能需要用CRISPR来研究蛋白质在不同酵母中的化学修饰。“现在我们也有能力做那些大实验室中每天都在做的事了，”他说，“这真让人兴奋。”

艺术家Georg Tremmel是东京大学的一位生物信息可视化研究员，他对于CRISPR的应用有清晰的计划。他和他的同事打算把日本市场上经过基因改造的蓝色康乃馨“去工程化”，剔出其中把花朵变成蓝色的插入基因，从而使之恢复“自然的”白色状态。他们希望公众能衡量一下，该不该区别对待这些经过双重改造的康乃馨与那些未经改造的康乃馨，本质上，它们具有相同基因组。

Tremmel说，目前该计划中难度最高的不是使用CRISPR，而是对康乃馨进行细胞培养。另一项挑战是获得这项工作的展览许可：尽管蓝色康乃馨已获准在日本出售，去工程化的白色康乃馨在走出实验室之前，可能还需要监管部门的许可。

除了创造性潜力，CRISPR也为恶意行为提供了可能。过去数年间，美国联邦调查局的生物恐怖主义保护小组（Bioterrorism Protection Team）煞费苦心地与生物黑客社团搞好关系，并常规性地提醒其成员注意可疑的活动。据威尔逊中心（WilsonCenter，华盛顿特区的一个智囊团）研究科学政策的ToddKuiken表示，这些担忧也许是多此一举。他说，大多数生物黑客是出于善意，例如制造五颜六色的细菌或者酿造独特的啤酒。

Kuiken补充道，也有些人高估了一般DIY生物学家的能力。酶和抗体之类的试剂价格昂贵，分子生物学实验耗费时间，而专业科学家能用的设备往往是个人或社区实验室所无法企及的。大多数社区实验室坚持要求其成员操作的有机体只需最低级别的生物安全防护措施，这样就排除了人体细胞和大多数病原体。在欧洲某些地区，遗传工程在专业场合之外是非法的。

Keoni Gandall表示，鉴于DIY实验室的限制，很多业余爱好者只有在需要极其精确地修改基因组时才会使用CRISPR。Keoni是加州亨廷顿海滩的一名16岁的生物黑客，也是科学会展的冠军得主，他在三年来一直在家中操作聚合酶链式反应仪和离心机。目前，Gandall只有在当地一所大学实验室做志愿者时才应用CRISPR技术。“CRISPR相当不错，”他说。

对CRISPR最大的担忧之一是，通过这种技术，可以制造出能在生物群落中以超乎自然的速度传播的基因突变。然而环境律师兼DIY生物黑客Dan Wright认为，这种情形仍旧是大多数业余人士力所未及的。构建这样的系统，超出了他和同行们正在琢磨的相对简易的操作。

“这难度太高了，” Wright说。“目前为止，对于生物黑客而言，单单是在一棵植物中敲除一个基因就算得上是个难题了。”