抗击新冠肺炎疫情两年多，全国上下同心协力，创造了许多奇迹。每当危急时刻，医护人员通常会为人们采集拭子，再经过专用设备进行检测。后来，更先进的核酸检测试剂盒出现了，它们不依赖专用设备就可以快速完成新冠病毒的检测。这种试剂就是在新型基因编辑工具“CRISPR-Cas12b”基础上研发成功的，后者被称为基因编辑的利器——“基因剪刀”。

　　一种能切割DNA的酶

　　动植物、微生物、细菌等生物体细胞都包含了一套遗传物质DNA（脱氧核糖核酸）。而基因是DNA中具有遗传效应的片段，储存着生命的信息。如果病毒把自己的基因植入了生物体细胞并混在其中不断复制，该生物体就会生病。

　　在研究病毒的过程中，有科学家发现一种细菌的蛋白质分子，能从万千基因中找出病毒的基因，然后将其“一刀劈开”。这种神奇的蛋白质分子，叫作CRISPR-Cas9，也被称作“基因剪刀”。其中，CRISPR是指原核生物基因组内的一段重复序列，而Cas9是一种RNA导向的核酸酶（即一种能切割DNA的酶）。

　　但Cas9并非Cas蛋白家族中唯一一种RNA导向的核酸酶。除了Cas9之外，研究人员还发现了Cas12a和Cas12b，并形成一套CRISPR-Cas基因编辑系统。这些不同的基因编辑系统好似不同的“基因剪刀”，让基因编辑的过程如使用剪刀般利索。有了这些“基因剪刀”，人类不仅可以对付病毒，还可以对目标基因进行其他编辑，实现对特定DNA段的删除、加入。

　　精准好用的“基因剪刀”

　　研究显示，SpCas9有1369个氨基酸，LbCas12a有1274个氨基酸，而AacCas12b仅有1129个氨基酸。也就是说，Cas12b比广泛使用的Cas9和Cas12a的尺寸更小，是一把小巧灵活的“基因剪刀”。与小型Cas9相比，Cas12b可以显著增加基因组的靶向范围。最重要的是，Cas12b具有较小的脱靶效应，因此可以作为治疗和临床应用更安全的选择。

　　简言之，与其他基因编辑工具相比，CRISPR-Cas12b更精准，也更容易在生命体中递送基因治疗药物。同时，它具有更宽广的活性温度和酸碱范围，这意味着CRISPR-Cas12b更加稳定、易于储存，也更适合体外检测。正是基于这一优势，我国科学家开发出了更方便检测新冠病毒的新试剂。

　　目前被广泛使用的能够快速检测新冠病毒的试剂盒，就是中科院动物研究所相关团队在新型“基因剪刀”CRISPR-Cas12b的基础上研发成功的。与传统的检测方法相比，它更便捷、更简单、更快速，不需依赖复杂的仪器设备。

　　生命科学的“国之重器”

　　基因组编辑技术面临最大的困难，就是精准切断基因组中特定位置的DNA，而“基因剪刀”是目前为止最快速实用的基因组编辑工具之一。各国都在积极研发自己的“基因剪刀”，CRISPR-Cas12b已成为我国在基因编辑领域的“国之重器”。

　　随着科学技术的迅猛发展，我国科学家现在可以做到利用“基因剪刀”精准改变生物体的基因序列，不仅仅是剪除，也能修复。例如，在基因组中特定位置进行剪切产生DNA双链断裂，诱导生物体对切口进行修复，通过不同的修复方式实现基因的删除、插入、替换等。

　　当然，“基因剪刀”也不只用在核酸试剂上。在应用上，“基因剪刀”促成了基础研究中的许多重要发现。在农业方面，植物研究人员培育出了耐霉、耐害虫和耐干旱的作物。在医学方面，“基因剪刀”正用于多款基因药物的研发。近日，我国还有科研团队宣称已经找到了鱼刺的基因，如果能用“基因剪刀”编辑掉这些基因，未来吃鱼不吐刺或将成为现实。

　　（本报综合）