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惊人发现:在人类胚胎中使用CRISPR,可能致使整条染色体消失!

2020-10-31 10:46 前瞻网   

发表在《细胞》(Cell)杂志上的一篇论文中,科学家们描述了用CRISPR编辑人类胚胎基因后出现的一个令人意想不到的惊人结果:它可能致使整条染色体消失!

惊人发现:在人类胚胎中使用CRISPR,可能致使整条染色体消失!

这项研究是迄今为止对人类胚胎中的CRISPR进行的最详细的分析,它表明,在人类胚胎发育的早期,采用CRISPR修复致盲基因,通常会消除整个染色体或其中的一大部分。

惊人发现:在人类胚胎中使用CRISPR,可能致使整条染色体消失!

“我们的研究表明CRISPR/Cas9还没有准备好在人类发育的这个阶段用于纠正突变。”哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医生学院儿科发育细胞生物学助理教授、该研究的资深作者Dieter Egli担忧地表示。

基因组编辑系统CRISPR/Cas9近年来彻底改变了分子生物学,它的发现者获得了今年的诺贝尔化学奖。该系统允许科学家对培养细胞、活组织和动物胚胎的基因组进行精确的改变。

CRISPR首次应用于人类胚胎是在2015年。就在几年后的2018年,何建奎声称对一对双胞胎实施了这种手术,引发了世界各地科学家和政府官员的强烈谴责。

在这篇新论文中,Egli和他的同事测试了CRISPR/Cas9基因组编辑对早期人类胚胎的影响,这些胚胎携带着一种名为EYS(闭眼同源基因)的突变基因,这种基因会导致遗传性失明,而且这种情况下出现的频率很高。

在过去,科学家认为在人体细胞或小鼠中使用CRISPR会产生两种结果,一种是精准修复突变,一种是产生微小的局部变化。“在EYS基因中,这些变化可以产生一个功能基因,尽管它不是一个完美的修复。”Michael Zuccaro说,他是哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医生学院的博士候选人,也是该论文的主要作者之一。

Zuccaro、Egli和他们的同事在这项研究中观察了转基因胚胎的整个基因组,他们发现了另一个结果。我们了解到,在人类胚胎细胞中,DNA的一次断裂会导致第三种结果,即整个染色体或有时是该染色体的一大部分丢失,而这种丢失是非常频繁的。”

惊人发现:在人类胚胎中使用CRISPR,可能致使整条染色体消失!

2017年,一项研究报告称,使用CRISPR技术成功纠正了正常人类胚胎中导致心脏疾病的突变。这项新研究的综合数据为这些结果提供了不同的解释:携带突变的染色体非但没有被纠正,反而可能已经完全丢失了。

“如果我们的结果在两年前就被知道了,我怀疑会有人继续尝试在临床中使用CRISPR编辑人类胚胎中的基因。”Egli说。

科学家希望,这些警示性的发现能够阻止这项重要技术的过早临床应用,但也可以指导负责任的研究,以实现其最终安全有效的使用。

这项研究发表在10月29日的《细胞》杂志上,题为“Allele-specific chromosome removal after Cas9 cleavage in human embryos”。

目前,美国政府禁止使用联邦资金对人类胚胎进行研究,但研究人员能够获得来自纽约干细胞基金会(the New York Stem Cell Foundation)和罗素·贝里基金会细胞疗法项目(the Russell Berrie Foundation Program in Cellular Therapies)的私人资金来进行研究。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 3976DBC

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