每个人的生命逻辑都是一样的。
——魏文胜
北京大学生命科学学院研究员
博士生导师
有这样一幅漫画，漫画中的母鸡对鸭子说：“我保证生个鸭蛋。”我们当然知道，不管它自己的意愿多么强烈，这都是不可能实现的。为什么呢？这就要说到受精卵的秘密了。
下图中有3个受精卵，它们分别会成长为怎样的个体？通过图片可以看到，它们最后会发育成海胆、老鼠和海藻。当它们还是单细胞的时候，不管从尺寸还是形状，抑或其他各个方面，都很难区分彼此，但其内部存在的遗传密码决定了其最终发育出的生命形态千差万别。
01
我们的生命密码
随着人类基因组计划的完成和高通量测序技术的发展，人们读取大量序列信息的能力得到了飞速的提升。“读”的能力提高进一步激发了人们改写生物体内遗传序列信息的需求，而近年来发展迅速的基因编辑技术又大幅提高了“写”的能力。
基因编辑是一种特殊的生物技术，能够让研究者对基因组序列或基因转录产物进行人为编辑，以改变目的基因，调控元件的序列、表达量或功能。
这一革命性技术一经问世便使生命科学的各个研究领域受到震撼，它必将在未来相当长时间内对人类健康、疾病治疗、新药研发、物种改良以及生命科学基础研究等诸多方面产生广泛而深远的影响，基因编辑技术也是世界范围内竞争最为激烈的下一代核心生物技术。
决定受精卵发育后生命形态多姿多彩的因素虽然很复杂，但回溯到单细胞层面，背后的逻辑非常相似。
原因其实很简单，人类的生命密码组成基于一套完全一致的逻辑，即每个人的生命逻辑都是一样的——比如我们都知道人体细胞中有46个染色体，具体的密码是A-T、C-G，然后由它们4个排列组合而成。虽然作为基因，RNA蛋白是最主要功能的载体，使生命的形式呈现出了丰富多彩的样子，但其背后底层的逻辑就是A-T、C-G的排列组合。
这也就是为什么任何基因的突变，甚至非常微小的突变，都可能导致各种遗传病，甚至影响人的高矮胖瘦等外在表现。
我们通常认为A-T、C-G这个组合有几种改变方式，比如substitution（切换）、insertion（插入）以及deletion（删除）。任何基因的突变，甚至非常微小的突变，都可能导致各种遗传病，甚至影响人的高矮胖瘦等外在表现。
这里举的是一个简单的例子，但其实无论是阿尔茨海默病或是大脑的早衰，所有疾病的背后逻辑在分子层面上都可以是非常简单的。这也是人类对基因组序列解读抱有执念的原因，而它也是我们研究生命密码的根本。
对这些序列做一个类比，生命密码是四进制，A-T、C-G，十分简单。在IT领域，所有代码表达的信息背后，其逻辑基础都是二进制，不管是互联网巨头的观点，还是人们每天的聊天记录，背后都是的序列，人类使用的高级语言虽然脱离了01，但本质上还只是简单元素的排列组合。
所以表面上看，01非常简单，但通过它的排列组合能够承载信息的复杂度、丰富程度却往往超出我们的想象。A-T、C-G虽只是四进制的，但承载的信息量很多，正是这个原因，使得生命非常丰富。
02
基因编辑的三个动作
生命如此复杂，从某些方面上看我们甚至觉得它永远不可能被超越，之所以如此，是因为人类对生命有新的想法。
我们对序列有三个动作。
第一个动作是“读”
我们要知道基因的序列是如何排列的，排列成什么样子。想要知道这个，思路很简单，就是测序。从最初的测序开始，在将近20年里，我们已经把整个人类的基因组都测完了，只剩下了一点点。如果把它全部打印出来，在《自然》《科学》杂志上同时去发表，必然会装订出厚厚的一本书。
如果再花费几亿美金，把剩余的部分测完，我们是不是就能够获知生命的所有信息以及所有秘密？不一定。但是，测序能为我们了解基因的功能做一个铺垫。相对来说，“读”是最简单的。
第二个动作是合成，也叫“写”
既然知道了序列是什么样的、某个基因序列的排列是什么样的，以及会形成什么突变并造成什么样的问题，那么是不是就可以进行人为的干预、合成或者组装？
其实，合成这件事情在我们的体内一直存在。一个细胞会分裂成两个细胞，它其实已经在“读”、已经在“写”了，而且它“写”得非常精确。甚至，从一代到下一代的传承上，基因也在进行“写”的动作——你的基因来自你的父母，而你的父母各自提供一半的遗传信息，合在一起之后就形成了你的基因。
所以说，我们早就在无意识地做“写”这件事了，而且每天都在做。但我们现在讨论更多的是人为的“写”，而化学合成的方法所能“写”的长度，显然远远小于我们自身自然机制所能达到的长度——就拿一个细胞分裂成另外一个细胞这个“写”的操作来说，任何一家公司即使花再多钱也是做不到的。
所以在“写”这个动作上，研究难度已经增加了。
第三个动作是编辑
不是要简单地“读”，也不是简单地“写”，而是要“改”。“写”比较简单，可以遵照人的知识，按照人的意愿把序列排列出来，然后合成。
而“编辑”就要求真的去修改了，这极具挑战——这表明，我们可以在个体的细胞层面上对某些细胞或者某个细胞的一些密码进行随心所欲的改变，所以为什么说难度最高，也是因为在这个过程中，不是所有动作都能叫作“编辑”。而且从合规性方面来说，对这个技术的承认也是一个很艰难的课题。
通常我们在讲到基因编辑时会说到两个关键词：第一个是定位，因为A-T、C-G长得一模一样，只是排列组合不一样，所以，如何精确地定位你要“写”以及“编辑”的地方，这是最大的难题。
相比之下，第二个关键词“编辑”反而不是挑战，因为它就是你的动作本身。“编辑”的方式很多，它是由执行动作的酶或其他物质来完成的。在整个基因组中完成这样一件事情，我们称之为“基因编辑”。
为什么强调基因编辑？因为基因库很大，在基因的汪洋大海里，想要精确地找到要编辑的地方是一个非常大的挑战。
整个科学界对基因编辑的愿景由来已久，但本文讨论的内容更加复杂、高级，也就是在所谓的高等智力体里，如何能够按照自己的意愿做精准的定点敲除或者修改。
大家可能听说过基因治疗法CRISPR，其实它只是一个最新的研究成果，更早的还有homingendomclease等各种各样的基因治疗法，只不过真正走进千家万户的是CRISPR。
不管是用蛋白来识别DNA序列，还是CRISPR基因治疗法用RNA来识别DNA，归根结底都是要实现识别这件事，只是使用的角度不一样。
为什么我们想做到准确的定位？是因为我们想做编辑工作。而不定位就无法编辑，也无法确定应该编辑什么。之所以很想做编辑这一工作，是源于我们很想按照自己的意愿来对世界做一些精准的改变。
生命科学领域的研究者中，每个人每天做的研究都截然不同，但是大部分实验的工作原理是相通的，并会在几个问题层面上进行拓展研究：
基因的用处是什么？研究发现呈现出了什么问题？基因背后的分子逻辑是什么？
事实上，所有研究者都一直想建立一个因果关系——只有知道了基因的前因后果，才可能在疾病治疗的改善上精进，才能够让粮食增产，才能让家畜变得精瘦。所以说，研究生命科学在某种程度上来看是最“功利”的。
基因科学的研究对象包括秀丽线虫、果蝇，更高级的包括小鼠、斑马鱼、猴子等生物，那么为什么要研究这些生物？原因是，科学家可以通过它们来进行遗传学研究——现有的技术已经能够支持我们干净利索地对它们的某些基因进行编辑，然后建立起更好的因果模型。而对这些生物以及模型的研究，最终也是为了研究人类本身。
如果想实现基因编辑，那么我们不只需要这个技术本身，还需要掌握生物信息学的相关知识。如果我们能建立起基因之间的因果关系，那么就能够迅速地找到很多关键问题的答案，比如：基因编辑除了高通量以外，还能做什么？
从某种意义上说，基因编辑技术能推动很多关键突破。比如，在农业生产上面，基因编辑技术可以让蘑菇变成*色的。又比如，我们都知道，苹果在被咬下一口之后，剩下的部分会发生氧化，我们就可以通过基因编辑来干预，以不让它发*、发褐，或者发黑。基因编辑技术还可以帮助养殖出瘦肉型的家畜。
甚至，未来有一天我们还可以“复活”已经灭绝的猛犸象。
（注：以上内容摘自
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