雖然沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的正規(guī)科學(xué)研究訓(xùn)練，Johan Sosa仍對(duì)一個(gè)發(fā)展了十多年的功能強(qiáng)大的分子生物學(xué)工具十分著迷。
Sosa已經(jīng)能使用基因編輯工具CRISPR——這個(gè)工具面世剛3年，從而在試管實(shí)驗(yàn)中對(duì)目標(biāo)DNA進(jìn)行編輯。他希望用這個(gè)技術(shù)對(duì)酵母基因進(jìn)行編輯，隨后再繼續(xù)對(duì)模式植物擬南芥進(jìn)行基因改造。
鑒于CRISPR技術(shù)的簡(jiǎn)單和普遍適用性，科學(xué)家通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)能比以前更簡(jiǎn)單地對(duì)基因序列進(jìn)行特定改變。研究人員已經(jīng)采用CRISPR技術(shù)編輯從細(xì)菌到人類(lèi)胚胎的各種基因。這項(xiàng)技術(shù)有望清除導(dǎo)致家族性遺傳病的變異基因、用的方式治療腫瘤，或者在豬體內(nèi)培植人類(lèi)器官。一位研究人員甚建議，利用該技術(shù)修飾大象基因組，以創(chuàng)造出早已滅絕的、能適應(yīng)寒冷氣候的猛犸象。
但這些技術(shù)目前還不能為“喜歡自己動(dòng)手的"生物黑客所用。生物黑客是一群數(shù)量不斷增長(zhǎng)的業(yè)余生物學(xué)家，他們經(jīng)常在社區(qū)實(shí)驗(yàn)室里工作，通常需要交費(fèi)才能使用實(shí)驗(yàn)儀器和耗材。但是CRISPR技術(shù)本身是免費(fèi)的。于是，創(chuàng)新精神激發(fā)他們利用這種技術(shù)“擺弄"酵母基因，改變啤酒口味，或從細(xì)菌中構(gòu)建藝術(shù)品以及研究重要的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題。這些業(yè)余生物學(xué)家已經(jīng)迫不及待要嘗試使用CRISPR技術(shù)了。
“CRISPR是有史以來(lái)了不起的工具。"住在愛(ài)爾蘭都柏林的生物黑客和企業(yè)家Andreas Stürmer說(shuō)，“你可以在自己的家里做實(shí)驗(yàn)。"
Sosa是美國(guó)加州圣何塞的一個(gè)IT顧問(wèn)，3年前當(dāng)生物黑客就成為了他的業(yè)余愛(ài)好。他希望在實(shí)驗(yàn)室里培植出器官，或者其他人體部分。起初，他并不知道這個(gè)目標(biāo)多么不切實(shí)際?！拔乙詾榫褪悄玫揭恍└杉?xì)胞，然后給它們加?xùn)|西就可以了。"他說(shuō)。
于是，處理活細(xì)胞的挑戰(zhàn)，促使他開(kāi)始閱讀分子生物學(xué)教材、參加講座，并自學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。他還參加了加州森尼韋爾市的“生物好奇"社區(qū)實(shí)驗(yàn)室。
Sosa還不確定掌握了CRISPR技術(shù)后會(huì)用它做什么。他可能會(huì)參加“生物好奇"的小組活動(dòng)，對(duì)酵母進(jìn)行改造，讓它能產(chǎn)生酪蛋白——這種蛋白在牛奶中大量存在，這或許是用酵母直接制造出素食奶酪的*步。這些可能會(huì)用到CRISPR技術(shù)，研究在不同種類(lèi)的酵母中蛋白是如何被化學(xué)修飾的?！澳壳拔覀兡茏龅膶?shí)驗(yàn)跟一些大型實(shí)驗(yàn)室能做的一樣，這真讓人興奮。"他說(shuō)。
另一方面，日本東京大學(xué)生物數(shù)據(jù)可視化研究員ArtistGeorg Tremmel對(duì)使用CRISPR技術(shù)有清晰的計(jì)劃。他和合作者計(jì)劃利用這種技術(shù)把日本銷(xiāo)售的經(jīng)基因改造的藍(lán)色康乃馨去除插入的基因，恢復(fù)成天然的白色。他們希望其他人能考慮這種經(jīng)過(guò)雙重基因改造的康乃馨與未經(jīng)基因改造的有同樣基因組的康乃馨是否存在不同。
Tremmel表示，到目前為止，這一改造基因計(jì)劃中復(fù)雜的部分不是使用CRISPR，而是康乃馨細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。另外一個(gè)挑戰(zhàn)則是獲得展示這項(xiàng)研究成果的許可：因?yàn)楸M管藍(lán)色康乃馨被允許在日本銷(xiāo)售，但這種雙重基因改造白色康乃馨若要上市，則需要經(jīng)過(guò)許可。
但除了具有創(chuàng)造性潛力，CRISPR也有潛在的生物危險(xiǎn)性。美國(guó)聯(lián)邦調(diào)查局生物恐怖主義小組在過(guò)去幾年中曾潛入生物黑客社區(qū)，反復(fù)提醒其成員留意是否存在可疑的生物恐怖活動(dòng)。不過(guò)，華盛頓智庫(kù)威爾遜中心科學(xué)政策研究人員Todd Kuiken指出，這些擔(dān)憂(yōu)可能沒(méi)有必要，大多數(shù)生物黑客有善意的目標(biāo)，例如創(chuàng)建五顏六色的細(xì)菌或釀造特色啤酒。
此外，Kuiken還表示，人們對(duì)于一個(gè)典型的DIY生物學(xué)家所能做的也有過(guò)度預(yù)計(jì)。酶和抗體等實(shí)驗(yàn)試劑非常昂貴，分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)非常耗時(shí)，而實(shí)驗(yàn)儀器和專(zhuān)業(yè)科學(xué)家也是需要經(jīng)費(fèi)支持的，這些常常是個(gè)人或社區(qū)實(shí)驗(yàn)室不具備的。而且，大多數(shù)社區(qū)實(shí)驗(yàn)室堅(jiān)持聲明開(kāi)展的研究都是生物安全要求低的，不使用人體細(xì)胞和大多數(shù)病原體。此外，在歐洲部分地區(qū)，在專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室以外開(kāi)展基因編輯實(shí)驗(yàn)屬于非法行為。
加州16歲的生物黑客和科學(xué)競(jìng)賽*Keoni Gandall表示，考慮到對(duì)DIY實(shí)驗(yàn)室的限制，很多愛(ài)好者只有在需要非常地改變基因組時(shí)才會(huì)考慮使用CRISPR技術(shù)。他已經(jīng)在家使用聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）機(jī)和離心機(jī)做實(shí)驗(yàn)近3年了。目前為止，Gandall只在當(dāng)?shù)卮髮W(xué)實(shí)驗(yàn)室做志愿者時(shí)使用過(guò)CRISPR技術(shù)，他說(shuō)，“感覺(jué)非常棒"。
對(duì)于CRISPR技術(shù)大的擔(dān)憂(yōu)之一是有人會(huì)利用這項(xiàng)技術(shù)，通過(guò)基因改造，制造出能在人群中異常迅速傳播的病原體。但洛杉磯生物黑客、環(huán)境律師Dan Wright認(rèn)為，大多數(shù)業(yè)余生物研究者目前還沒(méi)有這種能力。構(gòu)建這樣一個(gè)系統(tǒng)將超出考慮相對(duì)簡(jiǎn)單問(wèn)題的他和同事的能力范圍。
“這太難了。"Wright說(shuō)，“目前僅是敲除掉一種植物的一個(gè)基因，對(duì)于生物黑客已是很大的挑戰(zhàn)了。