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基因編輯的分子基礎
DNA就想兩股搓一起的繩子。Cas9是一個能在細胞內切開DNA雙鏈的酶。但Cas9本身不能定位。在guide RNA的引導下找到靶點，CAS9然後切開DNA的雙鏈。切開後，修複的事情其實是細胞自己作的。分兩種情況：
1。不提供修複模板：細胞裏麵的機器就簡單地把切點兩頭連起來。這種情況往往是在連接的地方刪減或添加幾個堿基對（bp)。如果刪或添加的數量不是3的倍數（遺傳學裏，三個堿基對決定一個蛋白質分子上的氨基酸，這就是遺傳密碼。），就會導致reading frame shift，從這個點之後開始亂碼（和計算機上老式輸入漢字一樣，一個漢字是兩個字節,一個英文字母（拚音）是一個字節, 以前輸入漢字，要有一個字節的差別，後麵漢字就亂碼。）。這個方式是用來敲掉基因的功能的--當細胞自己修複好，研究人員要一個細胞一個細胞（或克隆）的篩選，找刪/添的數量不是三的倍數的細胞。看起來賀博士用的基因編輯方式就是這個原理--不提供細胞修複模板，讓細胞自己來，然後挑選合適的胚胎。所以，刪或添加多少個bp，操作人員沒有控製。但可以選不同的細胞/胚胎。
2。提供修複模板。細胞會按模板來修複（homology-directed repair，HDR)，這是精確突變的方式，可以把歐洲天然的delta32搞進去。這個方式的風險是成功率極低，他可能需要幾十個受精卵來作（或更多！人的卵細胞平均一個月才一個啊。），才能拿到他要的。這個方法我在細胞水平作過，還用了兩個guide sequences把基因切掉一節，然後修補。所以，理論上可行，但現在的基因編輯係統的效率，我嚴重懷疑能做成。
（為了減少off-target,提高精準度，對Cas9進行突變，讓它每次隻切DNA兩條鏈中的一條。這樣，要把DNA“兩股繩子”完全切斷開，就必須是在兩股上各切一個點，兩個切點還不能太遠。這樣造成的nick--如果兩個nick足夠近，大約200 bp以內，就可以讓DNA斷開，然後模板修補。這種off-target就少很多。）
下麵是賀博士的基因編輯效果示意圖：
-15那個難說，至少目前的知識，讓人擔心有可能不能防HIV感染。剪掉15個後，後麵氨基酸不會亂碼，有生物常識的人不會拿去懷孕。（除非他有information這5個氨基酸是病毒進入細胞至關重要的，但我嚴重懷疑。）
-4/+1那個沒有問題，是他設計的目標。他設計的就是敲除功能。就目前的生物知識來講，和天然的delta 32功能上應該一樣。亂碼後出現的蛋白質片段有功能的那是中lottery的概率，當然，那還是又可能，就不能100%保證。但-4/+1確實是他設計想要的。這個懂基因編輯的從技術上不會責難他。
精準引進歐洲天然的delta32，他的設計基本沒有可能。大多數隨機的刪/添加都是10個以下的bp, 兩個拷貝同時是刪32，可能性太低。而用HDR的方式，說實話，我懷疑現在的技術能做到。理論上可能，但實際上概率太低。
潘多拉盒子已經打開，政府立法是唯一出路
剛看了一篇朋友介紹的文章，哈佛醫學院迎著批評中國基因編輯baby的風暴，準備打擦邊球，從人的精子開始基因編輯。美國法律是NIH的經費不能做胚胎試驗，麻省法律也不能作胚胎的研究，隻能另找地方。其實，上個月領頭的科學家還在中國考查。。。
他想做的是老年癡呆的遺傳病，好像是一個堿基對的改變。很可能不需要賀博士的基因編輯的basic版本，而是David Liu博士在develop的堿基修改技術。就是不用切斷DNA，而是定點直接修改DNA上的堿基。但無論如何，最後是要到胚胎和人的。
哈佛醫學院的院長參加了香港的會議，在賀博士的talk之前發言。他事後沒有譴責（condemn）賀博士。他覺得是可以考慮用基因編輯來防止疾病的時候了。他自己要修改的基因名單裏就有賀博士剛改了的ccr5基因。他批評賀博士的主要問題是這個胚胎研究過程不透明。這種探索階段的研究，透明度高，集思廣益，其實對政府調控部門和科學家本身也有好處。
哈哈，文章裏說領頭搞老年癡呆的那個科學家在同事裏谘詢過，基本都同意基因編輯的方式來對付遺傳病。。。哈佛這麽多科學家這麽瘋狂啊！其實當基因編輯技術出現的時候，修改人類基因就是可預見的。修改人類基因對於懂這個技術的人來說，就象電影The Lord of the Rings裏的魔戒。而技術本身並不需要多先進的儀器，不在乎科學倫理的人，一個大學作發育的實驗室加一個能作試管嬰兒的醫院，就差不多了。。。
（二0一八年十二月二日）
》請問你的這個說法的根據什麽？要是在老鼠身上做實驗，你可以不會責難他還情有可原。在人體上麵做，在人體的胚胎上麵做，是不是有點太隨便了？
問題一，[-30]CCR5的蛋白能不能成為成熟的膜蛋白，你有沒有這方麵的資訊？和下麵的問題問題有關。
問題二，[－4]CCR5多了十個AA序列。也分能不能成為成熟的膜蛋白兩種情況。
問題三，[+1]CCR5多了很多AA序列序列，如果能夠膜上能夠成熟，尾巴的多餘的人工係列，即使是不能結合HIV，但潛在的危害不能排除。