在寻找CRISPR霸权,中国刚刚赢得了另一个第一。上周,一组使用CRISPR-Cas9纠正单个错误DNA信并在18次尝试中成功了16次,这比之前的尝试有了巨大的进步。

高成功率的部分原因是相对的CRISPR新方法称为基本的编辑。如果标准CRISPR是一把剪子,然后碱编辑是手术刀。2016年推出在美国,这项技术精确地将错误的DNA字母替换为正确的变体,例如,C代表T, G代表a,从而纠正了遗传疾病。

很酷,对吧?还有:这些经过编辑的胚胎是通过使用标准技术的体外受精创造的。除了携带突变——突变最终会导致一种罕见的疾病,撕裂身体的结缔组织——胚胎在其他方面都是健康的。如果给他们机会,他们可能会发育成成熟的人类。

这比在胚胎编辑以前的许多尝试,往往利用废旧或突变由一个卵子和两个精子,胚胎,没有永远也不可能成为一个人的机会创造的胚胎显着不同。

原因是伦理:在体内成熟细胞编辑的基因被限制为单个患者。与此相反,由于胚胎进行基因组的所有指令,包括制造新的卵子或精子任何改变它们的DNA也会影响他们的后代。编辑胚胎实质上是迫使遗传变化到那些在他们是否愿意接受风险没有发言权的后代。

CRISPR和种系编辑:长的曲折路

2015年,一支中国队首次报道在一份晦涩的杂志上对人类胚胎使用CRISPR。一场媒体风暴随后爆发。尽管这些实验是在带有额外一对染色体的废弃胚胎上进行的,但专家们对这项研究是否道德存在广泛分歧,一些人称其“不负责任”。188体育365

成功率也不算很好。治疗后只有四个幸存的54胚胎所携带的遗传预期的调整。即使是那些没有完全固定了:“胜利”,马赛克,因为只有一些细胞进行了编辑,而另一些仍含有突变基因。该编辑还引发脱靶剪刀在基因组中,从而可能导致遗传缺陷的级联的海洋。

有关安全性的争论部分地位于反对使用CRISPR种系编辑异议。而这些问题有可取之处:最近的一项研究惊人的发现,编辑细胞更有可能把癌变,而另一个暗示脱靶效应远。

然而,使用CRISPR来制造畸形胎儿的假想噩梦并没有阻止科学家进一步突破极限。

仅仅两年后,另一支中国队报道在6次尝试中,他们成功编辑了3个正常、可行的人类胚胎中的细胞。虽然这些胚胎是可行的,但它们是用捐赠的未成熟卵子制成的,这些未成熟卵子还需要在试管中被诱导成成熟细胞。

然后,在2017年,从俄勒冈州一个团队发布大片的研究他们声称,他们成功地利用CRISPR来纠正导致先天性心脏病的突变,而且效率高,副作用少。批评人士马上推后-arguing的证据没有说服力,并进一步加剧了今天仍然肆虐辩论的争论生殖编辑。

一个更好的路径?

这项新研究涉水而过,为CRISPR更光明的未来提供了诱人的一瞥。

作者花了路少走:而不是使用传统的CRISPR工具,他们依靠目前似乎更精确的基础编辑。经典方法的工作原理是打破了一倍链DNA,并让它自我修复,它邀请的错误。基本编辑功能更像自动更正功能基因组多:它恰恰交换一个DNA字母为另一个而其他只留下一切。

该研究小组将该工具用于患有马凡氏综合征突变的胚胎。马凡氏综合征是一种罕见的疾病,会破坏结缔组织,导致无数令人不愉快的症状:关节松动、视力问题,甚至心脏撕裂。罪魁祸首是一个字母错误:在一个名为FBN1的基因中,“a”取代了“G”。

从一个健康的卵子开始,研究小组使用标准的体外受精技术注入了一名马凡氏综合征患者的精子。然后,他们用CRISPR碱基编辑器分子对一些胚胎进行了处理,并在实验室中培养了两天——刚好足够观察这项技术是否有效。

该团队从未考虑过将编辑过的胚胎移植到代孕母亲体内,这在中国目前是不合法的。

通过对编辑过的胚胎进行DNA测序,研究小组发现,所有18个胚胎都被编辑过,其中16个拥有“完美修正”——健康的基因,没有副作用。这两个异常值“除了纠正突变之外,还有不受欢迎的编辑,”说过该研究的作者、上海工业大学的黄兴旭博士说,在两种情况下,这都是一次意外的交换。

出乎意料的是,球队并没有找到那种普遍的基因的破坏,年长的CRISPR技术造成的任何迹象。他们使用的算法预测与基因组位点是意想不到的编辑可能的候选人,然后仔细检查这些网站,并没有发现误入歧途。

在89%的成功率,该研究是在CRISPRing人类胚胎迄今为止最成功的尝试。它甚至可以足够高的IVF诊所,然后可以筛选胚胎移植只有那些与该修正的基因导入母亲。

刘大卫博士在哈佛大学,是谁发明了基本编辑器,但并没有参与这项研究,给他的审批点头。

“[这]一个很好的示范是不断扩大的设置,适用于基础编辑,包括[突变]校正应用的广度与人体细胞和人类胚胎的遗传疾病,”他告诉统计新闻

也就是说,刘不愿意宣称他的碱基编辑器在临床环境中比传统CRISPR工作得更好。

“尽管有50多篇出版物使用了来自世界各地实验室的碱基编辑器,但整个碱基编辑领域只有大约两年的历史,需要更多的研究来评估碱基编辑可能产生的尽可能多的后果,”他警告说。

该研究的作者对此表示赞同。黄说:“总的来说,这项初步研究为概念提供了证明,并打开了基于碱基编辑的基因治疗的潜力。”“尽管如此,在试管婴儿诊所使用它还有很长的路要走。”

有一件事是明确的:这只是CRISPR种系编辑传奇的下一步。这不会是最后一次。虽然一度被认为在道德上站不住脚,但最近,公众的态度和监管意见朝验收遗传的遗传逐渐移编辑 - 至少用于治疗遗传性疾病,而不是用于增加人的能力一拉“设计婴儿”。随着不断增加的势头,我们可能马上就会想到下一章。

图像信用:Andrii Vodolazhskyi/在上面

Shelly Xuelai Fan是一个神经科学家转向科学作家。她在不列颠哥伦比亚省大学的神经科学中完成了博士学位,在那里她开发了新的神经变性治疗方法。在研究生物脑的同时,她对AI和所有东西都很着迷。毕业后,她搬到了UCSF,研究了恢复老年大脑的基于血液的因素。她是 ...

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