在分子生物学领域，载体是一个绕不开的核心工具。简单来说，载体是一段经过人工设计的DNA分子，它就像一套智能导航系统，不仅能在宿主细胞内自我复制，还能确保其携带的“货物”（目的基因）在正确的地点、以正确的方式发挥作用。

载体的演进

1973年，世界上第一个载体 pSC101 诞生于斯坦福大学的Stanley Cohen博士和加州大学旧金山分校的Herbert Boyer博士之手[1]。这篇发表在《PNAS》上的论文，标志着分子克隆技术的奠基。pSC101如同分子生物学界的“蒸汽机车”，开创了重组DNA技术的先河。虽然这是一项诺奖级的突破，但两位科学家却遗憾未能因此获奖。

五十年转瞬即逝，载体的演进史大致可以分为五个阶段，每一个阶段都回应了生物学研究的一个核心问题：

Ⅰ：pSC101 时代（1970年代）

克隆载体的诞生

它回答的是：我们如何对DNA进行工程化改造并递送？

Ⅱ：pET系列载体时代（1990年代）

表达为王

它聚焦于：我们如何利用中心法则，实现更快速、更高产、更可控的蛋白表达？

Ⅲ：病毒载体时代（2000–2010年代）

体内递送成为关键

它探索的是：我们如何将治疗基因精准送达到细胞、组织、器官乃至患者体内？

Ⅳ：CRISPR 时代（2013年至今）

基因组编辑登上舞台

它挑战的是：我们能否像编辑软件一样，修复甚至重编生命体的遗传信息？

Ⅴ：AI 时代（2024年至今）

载体进入智能化设计阶段

AI不仅辅助载体优化，更能生成非天然基因序列，推动合成生物学进入“自动驾驶”时代。

载体的选择

无论载体如何演进，一个理想的载体都应具备三项核心能力：

· 携带目标基因

· 进入目标细胞

· 在合适的时间、位置和水平释放功能（表达、复制、编辑等）

因此，载体设计的优劣，与基因本身共同决定了实验的成败。

在选择载体时，建议从以下六个问题出发：

1.目标细胞类型：细菌、哺乳细胞、干细胞还是原代细胞？

2.表达时长需求：瞬时表达还是稳定表达？

3.实验场景：体内递送还是体外操作？

4.基因尺寸：是否超出所选载体的包装上限？

5.调控要求：是否需要诱导、组织特异性或时序控制？

6.成本与周期：项目时间和预算是否与载体平台匹配？

选择的第一性原则，不是“哪个高级用哪个”，而是“哪个合适用哪个”。

从pSC101到AI时代，载体正如交通工具从蒸汽机车、电力机车、高铁发展到智能驾驶一样，不断迭代升级。在大数据与人工智能的推动下，载体与基因的相互作用进入全新阶段。AI设计的DNA、RNA、蛋白质等非天然序列，不仅是对天然分子的补充与迭代，也对传统载体的递送与表达能力提出了全新挑战。

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[1] Cohen SN, Chang AC, Boyer HW, Helling RB. Construction of biologically functional bacterial plasmids in vitro. Proc Natl Acad Sci U S A. 1973 Nov;70(11):3240-4.