2018年11月26日，贺建奎宣布，一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于11月在中国健康诞生。其实贺建奎的办公室，就是在深圳，在这个创新的城市，我一点不感觉到奇怪。这几天，对于这个话题非常火，这个消息就像第一颗原子弹爆炸，其实不亚于原子弹的影响，为什么这样说呢，因为基因工程是一个最热门的课题，也是当前最有前途的技术。因为这个技术改变的世界，并且与以往的技术不一样，如果把以往的技术，比如自动化、电脑、手机、高铁这样的技术叫做“软件”，那么基因编辑就是相当于信息技术里的“硬件”。以往的技术都是把人以外的技能进行扩展和加强，相当于不断地升级软件，安装更多的软件，但基因编辑就相当于电脑里的CPU，要对这个人类的“硬件”进行升级换代了。我们现在这一代人的基因就相当于8086的CPU，下一代就是80186，这样不断一代一代地升级下去，直到686等等。那么为什么人类需要基因编辑呢？
如果你去过西安旅游，肯定会去参观过兵马俑，看到一个个像真人一样的陶俑，这支古代的军队一直守卫着一名丰功伟绩的皇帝--秦始皇，他不但统一六国，还制定很多统一的政策，比如统一的货币，这样开创全国的自由贸易。由于他开创了一统的天下，他认为自己就应该长生不老，永远管理下去。因此，公元前219年，秦始皇曾坐着船环绕山东半岛，在那里他一直流连了三个月，在那里他听说在渤海湾里有三座仙山，叫蓬莱、方丈、瀛洲。在三座仙山上居住着三个仙人，手中有长生不老药。告诉秦始皇这个神奇故事的人叫徐福，他是当地的一个方士，听说他曾经亲眼看到过这三座仙山。秦始皇听后非常高兴，于是就派徐福带领千名童男童女入海寻找长生不老药。徐福带领的浩大的舰队出发了，但他在海上漂流了好长时间也没有找到他所说的仙山，更不用说是长生不老药。秦始皇是个暴君，徐福没有完成任务，回去后依秦始皇的作风一定会被杀头，于是他就带着这千名童男童女顺水漂流到了日本。可见，秦始皇在当时被骗了，并没有找到长生不老药。不过这个找长生不老药的梦想一直留下来了，后面很多皇帝都在寻找，比如道教的修仙丹，练丹又分为两种内丹和外丹，所谓的内丹，就是通过吐气汲纳凝结而成。外丹就是通过玉石练制而成，比如明朝的嘉靖皇帝就经常吃外丹。其实内功心法很难突破人类的基因，因为基因都是分子结构，要打破分子键，需要比较大的能量才可以，并且不能有针对性地修改。外丹的方法其实就像目前的化疗，希望通过化学药物的方式来修改人类的基因，同样没有定向性，同时还会伤害很多正常的细胞，把人的寿命更加缩短了。
通过历史来回顾，化学的方法没有定向地修改基因，物理的方法其实也行不通。虽然物理的方法在育种方面有很大的进步，比如把种子放到紫外线下面进行照射，这样通过量子效应就可以把植物的基因进行修改，因为紫外线提供的光子有很大的能量，可以把原子里的电子进行激发到更外层的空间，这样分子之间的化学键就会产生变化，从而形成同分异构体，也就是产生了新的物质，因而改变了基因，不过这些基因的改变是随机的，不能定向编辑。由此可见物理、化学的方法都行不通，因为它具有随机性。那么还有其它方法吗？
随着生物科学的发展，对人类这个硬件进行升级越来越快了。经过多年的研究，人们发现人的黑头发，蓝眼睛都是通过基因来遗传的。人是由大量细胞组成，而细胞中最重要部分是细胞核，在细胞核中又有一个重要的物质叫做DNA，DNA是一种有机物大分子，又叫脱氧核糖核酸，是生物的遗传物质。有时被称为“遗传微粒”，因为在繁殖过程中，父代把它们自己DNA的一半复制传递到子代中，从而完成性状的传播。DNA分子的双螺旋结构是相对稳定的。这是因为在DNA分子双螺旋结构的内侧,通过氢键形成的碱基对,使两条脱氧核苷酸长链稳固地并联起来。另外,碱基对之间纵向的相互作用力也进一步加固了DNA分子的稳定性。碱基对就是构成了遗传信息的编码，不同的碱基对排序组合，就可以形成不同的编码，生物上把这小一段具有不同特性的编码叫做基因，比如那一段对应大眼睛，那一段对应双眼皮，那一段对应色盲。但是碱基只有4种类型：A\G\C\T，并且这几个还有一种互补的关系，比如A和T对应，C和G对应，也就是说只要发现A，那么对面的另外肯定是T。生物就是通过这种编码来构造不同的特性，那么DNA又是怎么样来指导细胞组成外表的呢？其实DNA不是直接控制蛋白质生成，它是先把DNA上的信息转录到单链的RNA上，RNA就可以从细胞核里跑出来，到外面蛋白质工厂来生成与DNA一样的蛋白质，这样就可以把遗传信息转成实物蛋白质了。 蛋白质（protein）是生命的物质基础，是有机大分子，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。可以说没有蛋白质就没有生命。因此这样就可以形成各式各样的人出来，看到黑头发，蓝眼睛等等特征。
既然DNA有这么重要，那么只要找到一种方法可以把DNA进行修改，就可以改变人的功能，比如长生不老，让人自己的细胞可以不断地自我修复，也就是把老化的器官重新再长一个出来，或者把老化的器官进行修复，不让器官的细胞老化。比如你的心脏血管老化了，那么就可以把你的基本编辑一下，再注入去让它重新把血管生成新的。
科学家一直在查找这种编辑基因的方法，但是不是很顺利，因为以往的技术只能让基因损坏，而不能增加基因进去。随着时间流逝，越来越没有信心的时候，突然在1987年，日本科学家在大肠杆菌的基因中发现一些不同寻常的重复性序列，他对细菌这么细的生物里有重复的基因序列感觉到很惊奇，因为细菌是一些非常小的生物，能从外界吸收到的营养是非常少，并且它是非常简单的动物，没有必要保留这些多余的基因序列，让体积变得如此大，如此复杂。但是日本的科学家把这些细节记录下来，并发表出来了。可见日本科学家是非常注重细节的，并且很愿意共享出来。后面，一些别的科学家也发现这样怪事的细菌。但是他们并不知道这些重复基因序列是干什么用的，以及为什么要画蛇添足地重复一段基因，是否细菌太傻了，太低级了，落后的表现？但是科学家们不管这个，先把这些重复的基因起一个名称：“常间回文重复序列丛集’’ （Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)，简称“CRISPR”。这时总算把命名叫好了，以后大家见到这种现象的基因，就叫这个名称，方便科学家进行分类，写论文和开会讨论。
不知道大家是否喜欢喝酸奶？我其实还是蛮喜欢喝像北京味道的酸奶，那种要用勺子挖来吃的感觉，吃入嘴里入口即融化。其实这个世界上很多人喜欢喝酸奶，比如丹麦。在2005年一家丹麦公司正在生产酸奶，要生产酸奶就需要使用一种叫做嗜热链球菌，用这种细菌来进行对牛奶进行转化为酸奶，其实这个细菌专门吃牛奶里的乳糖，然后排出乳酸。公司的生产情况有时候非常糟糕，本来把牛奶变成酸奶，但有时候变成的不是酸奶，而其它不能吃的奶。公司的领导决定派一个年轻的生物学家来查找一下这个原因，一下子就找到了这个名叫做鲁道夫·巴兰古（Rodolphe Barrangou），这个小伙子受命于危难之际，对这项工作竞竞业业，每天加班地研究。他首先发现链球菌被一些噬细菌的病毒杀死了，导致牛奶变不成酸奶，牛奶里只有噬菌体。他在想：原因是找到了，但是怎么样才能让链球菌不被噬细菌杀死？领导已经不断叫着“小巴，你的时间不多了，如果不解决就赶紧走人。”他日夜加班，就在他重复地做实验时，有一天，他吃惊地发现在损坏的牛奶里有一些链球菌，居然还活着，并且活得好好的，就是数量太少了，它们完全淹没在噬细菌的海洋里。山穷水尽疑无路之时，立即柳暗花明又一村。他突然分离几个这样的链球菌，把它放到显微镜下面，仔细一看，发现这些链球菌的DNA有一些重复的序列，这时他脑海里联系到CRISPR，这不正是别的科学家发现重复的DNA怪问题吗?一直没有找到这段基因的作用，这时他明白了这段基因的作用，因为他发现这段怪异的基因是来源于入侵的病毒。链球菌其实是非常聪明，它把入侵的病毒一段基因插入到自己的DNA里，并且在自己插入的位置两头做一个重复的标志，记录下来这个病毒曾经来攻击它。其实就跟杀毒软件一样，把软件病毒的特征码写入数据库里，当有发现这个特征码时，就发现这个软件中毒了。链球菌做完这个工作之后，就跟电脑安装了杀毒软件，因此链球菌也不怕这种病毒再次来攻击了，我们把这种现象叫做免疫。不久，杜邦收购了巴兰古供职的丹麦公司，并开始使用CRISPR来保护其所有酸奶和干酪培养物。由于杜邦拥有全球乳制品市场50 %的份额，这意味着你可能已经在比萨上吃到过经CRISPR优化的奶酪了。
科学家们对巴兰古的发现，总算认识到重复基因的作用，就是免疫作用，但是至于它们是怎么样免疫呢？于是科学家们又进入了新一轮的研究。在研究中发现了免疫的原理，具有免病的细菌，上面已经说了它会有那个病毒的DNA片段，当病毒再次来入侵时，细菌就会查看病毒DNA片段是否在自己的DNA上找到，如果找到了，细菌就知道它是一个大坏蛋，于是细菌就拿起了自己的武器，产生一种特别的RNA的CRISPR associated protein 9酶，这种CAS9导弹，就会精确地打向病毒。为什么说CAS9是导弹呢？因为CAS9有精准的定位功能，就像GPS一样，它会搜索细胞里的DNA，如果发现其中一段与自己RNA上相同，那么它就抓紧这段DNA，把这段DNA打坏，导致病毒不能再复制，因此病毒就会慢慢地死去。到这里，科学家总算明白了免疫的原理了，其实跟杀病毒软件一样，发现软件病毒的特征码，然后把所有软件进行比较，如果是就把这个软件间隔，不让软件运行起来。
其实到这里，科学家们就可以回去睡大觉了，因为原理搞懂了，酸奶也可以正常生产了。但是总是有一些科学家闲得没事做，总想到这个过程太完善了，可不可以把整个过程复制出来，应用到别的地方呢？好吧，好事的科学家又开始出发了。首先有科学家想到能否人工给一段假的RNA给CAS9酶，让它去攻击假RNA的病毒，科学家经过试验，居然这样还可行，把目标的DNA给剪开了。这样的实验发表出来之后，生物科学家在想，这种作用，不就是给我们提供了一把DNA的手术刀吗？因此在生物界引起了巨大的反响，所有生物科学家都在研究这把手术刀能做什么事情。有一些科学家开始拿老鼠来做实验，把老鼠各种各样的基因来剪断，然后来观察老鼠有什么样的问题。或者给老鼠种上HIV病毒，然后再使用CAS9来把这种病毒进行剪断，再把老鼠医好。在进行各种实验之后，科学家还发现CAS9不但可以剪断特定的DNA，还可以使用合适的酶来嵌入另外一段DNA到老鼠的DNA里。
到这时，世界已经开始大量资本投入研究CAS9的导弹了。大家肯定就会把这种基因导弹使用到人的治疗上，在一些癌症治疗，就是把病人的基因测序，然后提出RNA，再把RNA和CAS9输入病人里，然后就可以对病毒细胞进行杀死了，简称为基因治序技术。CRISPR 技术有三大优点：高效、低价、可剪可插。如果这个技术成熟之后，治病成本会急剧降低。另外它解决一个目前没有方法治疗的基因病，比如色盲，色盲是可以一代一代传下去的。以前教我的一个老师，他就是色盲，生活上非常麻烦，很多工作他是不能去做的。比如开车不行。在上课时，教室里经常有三种颜色的粉笔，他看起来都是一样的，经常要拿起来之后，问一下我们是什么颜色，然后他才会开始在黑板上写字，或者作标记。当同学碰到这时，总哄笑一阵，总是庆幸自己不是色盲。如果采用CAS9的技术，进行基因编辑之后，他的后代就不会有这种麻烦了。
科学家也发现自然中有这样一种生物，它是可以自修身体，比如蚯蚓，断掉之后还会长出来。如果人嵌入这么一段基因，断掉一只手，再可以重新长出来，断掉一条腿也可以长出来。甚至肝切开之后，又可自己再长一个出来，这样旧的器官不断老化，新的器官不断长出来，就可以达到长生不老了。
2018年11月26日，这一天注定是不平凡的一天，因为两个基因人已经生出来了，人类终于来到自己给自己升级硬件的新时代。也希望这两个基因人可以健康快乐地成长，你们的幸福注定了我们人类的未来，决定了一个2000年前的梦想：长生不老是否可以实现的方式，以及30亿年之后人类是否可以走向深空的资本。
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