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如果说之前关于基因编辑的争议更多提到的是道德方面,以及编辑可能出现的“脱靶”问题,那么最近连续三项研究表明,人类胚胎的CRISPR基因编辑仅仅围绕目标编辑基因就引发了巨大的问题 。
这三项研究都在本月提交给了预印本网络bioRxiv,并且没有经过同行评审 。Lyford (Heidi Ledford,自然杂志编辑)看到他们提到了相同的问题,这足以引起科学界的注意,就把他们放在一起介绍了一下 。
第一个是由英国伦敦弗朗西斯克里克研究所的发育生物学家凯西尼亚坎和她的同事完成的一项研究,并于6月5日发表 。
他们利用CRISPR-Cas9技术编辑了POU5F1基因,该基因在胚胎发育中起着关键作用 。在编辑的18个胚胎中,约有22%的胚胎在POU5F1附近的基因发生了大量意想不到的变化,包括基因位置的重排和数千个基因字母的缺失,这与研究人员的目标效果有很大的偏差 。
另一项由纽约哥伦比亚大学干细胞生物学家Egri领导的研究,对一些精子发育带有导致失明的EYS基因突变的胚胎进行了实验 。研究人员还使用CRISPR-Cas9方法来纠正这种盲目的突变基因 。然而,大约一半的胚胎丢失了基因组中的大量片段,在某些情况下,含有EYS的整个基因组完全消失了 。
美国俄勒冈健康与科学大学(OHSU)的生物学家Mitalipov 领导的另一项研究,对带有心脏病变异基因的精子发育胚胎进行了实验 。研究小组还发现,目标编辑基因的基因组中的广泛基因具有意想不到的效果 。
研究人员表示,所有这些研究中使用的胚胎仅用于研究目的,没有一个进入妊娠 。
Lyford说这些失控的变化是基因自我修复机制的结果 。切割编辑CRISPR-Cas9后,把损伤留给细胞的修复机制 。然而,在许多情况下,细胞使用高错误率机制来插入或删除少量基因字母 。此外,断裂的基因会自我重组,也会导致基因组大范围的片段丢失 。
没有参与上述任何一项研究的基因编辑研究同行乌尔诺夫(加州大学的费奥多)提到,之前对小鼠和其他类型人类细胞的基因编辑研究表明,这种编辑技术会产生大量不可控的副作用 。然而,一些同事认为,在不同类型的细胞上使用这种编辑技术的结果是不同的 。因此,非常重要的是,这些研究表明,人类胚胎的基因编辑也存在同样的问题 。
乌尔诺夫还说,在这些研究中看到的基因重排问题,在以前的研究中也被忽略了 。以前的研究只关注于检查编辑位点的基因是否被改变,而没有注意到整个基因组的重排 。这些最新的研究已经看到了基因重排的严重性,就在目标基因被编辑的位置 。
【基因编辑技术问题】“这是一个科学界应该立即比以前更加认真对待的问题 。这不是一个只会发生一次的问题 。”乌尔诺夫说 。
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