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基因编辑技术并不安全,可能导致意想不到的基因突变

科普小知识2022-03-14 18:45:23
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基因编辑技术并不安全,可能导致意想不到的基因突变

尽管CRISPR-Cas9被认为是现代医学中最具潜力和革命性的发明之一,而且这项技术比以往任何时候都更接近试管婴儿的设计,但这项技术的风险可能比我们想象的要高得多。

这项技术可能会引发基因编辑领域的一场革命,已经被证明会导致数百种意想不到的基因突变。科学家已经在人类身上测试了这个工具,这也是一个警钟。

哥伦比亚大学医学中心的斯蒂芬·曾(Stephen Tsang)说:“我们认为科学界应该考虑由CRSISPR引起的基因突变及其潜在危害,包括单核苷酸突变和基因组非编码区突变。这非常关键。”

曾和他的团队首次在基因编辑后筛选了活体器官的整个基因组,发现不需要的基因突变可能发生在与目标基因完全无关的区域。

以前的研究很可能忽略了上述突变,因为在以前的研究中,根据基因编辑所涉及的范围,人们设计和使用的计算机算法只能识别和扫描最脆弱的基因组区域。

爱荷华大学的亚历山大·巴苏克是研究人员之一,他说:“当CRISPR在细胞或组织中运行时,这些可预测的算法似乎工作得很好。然而,全基因组测序还没有应用于发现活的动物的所有缺失效应。”

也许你错过了CRISPR-Cas9的促销活动。事实上,我们很多年前就听说过这项技术。当时,因为这项技术可以编辑人类和其他动植物的DNA,它被认为是一个可以兜售的“革命”概念。

这项技术就像生物领域的“复制粘贴”工具。研究人员用蛋白质找到一个特定的基因,并从基因组中切下这个基因,用人工选择的DNA替换原来的基因。例如,研究人员可以用健康的基因替换有缺陷的基因。

与许多有希望的医疗发明不同,CRISPR正在继续开发其潜力。

近年来,这项技术已被用于挖掘癌症的“控制中心”,修复导致失明的突变,治疗活体动物遭受的遗传疾病,甚至改造人类胚胎以找出不孕和流产的原因。

尽管在初步实验中,有迹象表明基因中发生了许多意想不到的突变,但这并没有阻止这项技术为人类开辟道路的步伐。

现在,CRISPR技术临床实施的第一阶段已经在中国启动,随后是美国和英国。事实上,一些研究人员预测中国和美国之间将很快发生激烈的竞争。

现在,科学家发现了CRISPR诱导的活体动物有害突变可能比我们想象的更广泛的证据。

曾和他的团队对之前研究中经过基因编辑和健康对照实验的两只老鼠的基因组进行了测序。

当时,研究人员寻找与这项技术相关的所有基因变异,包括导致DNA和RNA合成以及单核苷酸分子变异的基因。

他们发现该技术确实纠正了小鼠的致盲基因,但在由CTISPR基因编辑的两只小鼠中,1500多种意想不到的核苷酸分子发生了突变,100多种DNA损伤,包括缺失(核苷酸在DNA链中的消失)和插入。

该报告称:“研究人员广泛使用的计算机算法来寻找缺失效应,根本无法预测这些DNA变异。”

需要明确的是,这一发现并不意味着CRISPR在未来不能继续应用于人类。现在,需要更多的研究来确定这些结果是否可以用于更大的人类样本,而不仅仅是老鼠样本。

然而,目前的发现表明基因编辑可能对医疗有潜在的长期负面影响,但是我们的实验还没有发现这种负面影响是什么。

为了尽快将缺失突变的影响应用到CRISPR研究中,研究人员目前正在敦促进行更好的基因筛选测试。

“我们仍然对CRISPR基因编辑持乐观态度,”斯坦福大学研究小组成员维尼特·马哈詹(Vinit Mahajan)说。

“我们是物理学家,我们知道每种新疗法都有一些潜在的负面影响——但我们需要知道这些负面影响是什么。”

这项研究已经发表在即将出版的《自然方法》杂志上。

蝌蚪工作人员从科学警报,翻译晴空燕,转载必须得到授权。