大家总说 CRISPR 像是阿里巴巴芝麻开门的密语般神奇，可以开启基因治疗的大门。到底 CRISPR 的神妙之处在哪里呢？
在1901年的时候，英国盖罗爵士确立了第一起人类先天遗传性疾病：黑尿症;自此，基因突变和疾病之间的关联，完全抓住了医学研究和临床治疗的注意力。基因架构着细胞生理反应的蓝图，基因体内的 DNA 被转录为 RNA，再进一步被表现成蛋白质。而蛋白质就像执行命令的小兵，一个又一个的蛋白质螺丝钉，决定细胞的功能与命运。虽然细胞内一层又一层的调控，可以根据细胞所处的生理环境，因时制宜地对 DNA 到蛋白质之间的命令传递链做出微调，但如果起步的基因蓝图出了错，自然也就步步错。
在黑尿症之后，已经有超过八千种人类疾病，被发现是肇因于单一基因突变，估计影响了全世界约四亿人的健康。麻烦的是，很多先天遗传性疾病都算罕见疾病;如果要逐个突破，所需要的研发经费、人力与时程，都是令人屏息的浩大。
不过，既然我们已经知道是哪一个基因出了错，是不是能够想出一个以一挡百的立可白修正策略，直接在基因蓝图上做出修正，在错误的源头，与肇事者正面迎战呢？
科学家想做基因治疗的梦，需要基因体编辑(genome editing)技能的背书。 但，对基因蓝图上的 DNA 序列做出更正，并不是像打字一般，只要狂按删除键加上重新键入就能解决。2007年的诺贝尔医学奖也正因为如此，颁给了 Smithies 博士和 Capecchi 博士，表彰他们研发出能够用在老鼠胚胎干细胞上的基因体编辑技术，让科学家能够利用基因工程，准确的操控老鼠基因体序列。
有诺贝尔奖背书的传统技术固然好用，但缺点就是耗时、费力，也花钱，有时候还得看老天眼色，并不是所有的基因都一样容易操控。不仅可以选用的老鼠胚胎干细胞株选择极有限，对实验设计极其仰赖纯品系的免疫学家而言，之后为了得到纯种老鼠的配种，更是数馒头数到织女与牛郎都不敢抱怨等七夕等得地久天长。
但最近几年的当红炸子鸡CRISPR，则完全让基因体编辑(尤其是用在老鼠实验模型)产生天旋地转的大地震。以往，连制鼠业翘楚Jackson Lab都可能得花上一两年才得到的基因剔除老鼠，在CRISPR逐渐普及之后，六个月拿到梦中之鼠，是让人敢拍胸脯保证的所言不虚。而且，研究人员可以从任何一种想要的老鼠受精卵开始，省去以往还得代代配种的麻烦。不仅号称人人都能做，花费也比传统方法便宜很多。更让人五体投地的是，传统方法的成功率，平均只有约50%到55%，但 CRISPR 拿到基因剔除鼠的成功率，是85%到95%。 目前就我自己、身边的同侪与朋友，只要是试过的，还没有听到失败的例子呢！
以 CRISPR 来执行基因体编辑，为何能如此高效率呢？CRISPR 的运作逻辑，就像是跟大自然的演化历程，商借了一套可以用来编辑基因体 DNA 序列的删除键与重新键入新序列最佳拍档。
这组最佳拍档的其中一角，就是在细菌与古细菌中发现，用来消灭入侵菌体内的质体、病毒遗传物质的细菌免疫反应：CRISPR–Cas9系统。在已经定序的细菌中，大约有超过 40%的菌种都可以找到 CRISPR 和 Cas 蛋白的踪迹;对古细菌而言，更是绝大多数都拥有这个法宝。CRISPR 和 Cas 蛋白可以再细分成许多不同的种类，而目前在基因编辑上，最被广泛运用的组合是 CRISPR 和 Cas9 蛋白。
Cas9 蛋白本身是 DNA 核酸内切酶，扮演着删除键的角色，可以把结合上的 DNA 序列在特定位置切断、然后从切断处开始分解掉。而 CRISPR 则像是附有 GPS 功能的自动驾驶系统，把删除键Cas9 蛋白，带到科学家想要的目的地。CRISPR 带有一段特定的 DNA 序列：在细菌体内，通常是一段曾经入侵过的敌人 DNA 序列;对研究人员而言，则是一小段专属于有兴趣基因的 DNA 序列。写进 CRISPR 内的 DNA 序列，可以被转录、然后处理为一段成熟的 CRISPR RNA (crRNA)。当 Cas9 蛋白和 crRNA 结合在一起之后，会被 crRNA 牵着鼻子走到和 crRNA 序列吻合的 DNA 处，然后把该段 DNA 分解掉。
CRISPR–Cas9 最重要的功能，就是在精准的位置扮演删除键的角色。一旦 Cas9 蛋白藉由 CRISPR RNA 所挟带的指示，在基因体多如繁星的基因中，找到只此唯一的基因位置下刀，就会造成该处的 DNA 产生双股断裂。DNA 双股断裂对细胞来说，是原子弹爆炸等级的警铃大响，这会让细胞启动 DNA 修补系统，尝试去修复该段 DNA。
细胞内建的 DNA 修复系统，就是在最佳拍档中扮演重新键入新序列的角色。而这也提供研究人员一个契机，可以在过程中暗渡陈仓一段新序列，企图让细胞利用新序列来作为修补的模板，于是就可以将基因序列修改成想要的样子。如果是单纯想要剔除某个基因，让该基因无法表现正常的蛋白质，就更容易了。只要放任细胞的 DNA 修复系统，让细胞在修补过程中胡乱做工，随意添加、增减 DNA 序列，修改后的 DNA 序列往往就只中看不中用，无法产生稳定、有用的蛋白质。
CRISPR 效率高、耗时短，又相对便宜，在技术普及后，不仅在老鼠基因工程上产生前所未有的大革命，许多实验室更是迫不及待的想要将这技术用在临床治疗上。目前，中国有针对肺癌病人的临床试验正进行得如火如荼;美国在今年夏天也刚核准一例将 CRISPR 用在癌症病人的临床试验。CRISPR 让基因治疗的梦，在二十一世纪的现在，看见了露脸的大太阳;而这大太阳能不能如大家引颈企盼的即将日正当中，让我们一起拭目以待吧！
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