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编辑人类胚胎基因 Crispr技术遭质疑

现代生物学利用基因编辑技术在人类早期胚胎发育过程中修复造成疾病的基因突变。它也引起许多关于伦理学的讨论。(视频截图)

现代生物学利用基因编辑技术在人类早期胚胎发育过程中修复造成疾病的基因突变。它也引起许多关于伦理学的讨论。(视频截图)

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【大纪元2017年09月11日讯】(大纪元记者陈晓编译报导)2017年8月初,美国俄勒冈健康和科学大学的Shoukhrat Mitalipov教授的研究团队在《自然》杂志上发表论文称,他们成功利用基因编辑技术Crispr-Cas9在人类胚胎中修复了引发肥厚型心脏病的基因突变。这是美国首例成功利用基因编辑技术在人类早期胚胎发育过程中修复疾病的基因突变。这一论文发表出来后引起了许多人关于基因编辑技术相关伦理学的讨论。

但是就在距离该论文发表不到一个月,六位生物科学家8月底在生物学预印网站BioRxiv上发表一篇论文,质疑上述研究结果中的基因修复是否是作者们认为的是Crispr-Cas9核酸酶编辑的直接结果。

Crispr-Cas9是发现于细菌体内、用于抵御外界侵略DNA的核酸酶系统。该系统由Cas9蛋白和一段向导RNA(guide RNA)组成。向导RNA可以把Cas9蛋白引领到基因组中和其相配的DNA序列处,然后Cas9蛋白的核酸酶功能可以使DNA产生双链断裂(double strand break,DSB)。而科学家们往往在细胞对断裂的DNA分子进行修复的过程中,对基因序列进行编辑。由于Crispr-Cas9系统操作简单、精准性较高,在基因治疗等多方面具有巨大潜力,因此近年来也成为众多科学家们的热门研究对象。

在上述受到质疑的研究中,研究人员们将携带引发肥厚型心脏病的突变基因(MYBOC3)的精子,连同具有基因编辑功能的Crispr-Cas9系统、及一段给断裂DNA作为修改模板、具有正确MYBOC3 基因序列的外源DNA,一起注入健康的卵细胞中。结果发现,在实验组的58个受精胚胎当中,有42个胚胎没有携带导致肥厚型心脏病的突变基因,占实验组比例的74.2%。而在没有加Crispr-Cas9系统的对照组中,拥有正常基因序列的受精胚胎则是50%。这也和传统的遗传学规律相符。

也就是说,研究者们通过基因编辑技术,在精子有一个突变拷贝、卵子双拷贝正常的情况下,将产生正常胚胎的概率从50%提高到74.2%。

与此同时,该研究团队也发现了一个惊人的现象,也就是在42个完全正确的胚胎中,他们并没有找到他们提供给受精卵用于修复DNA的模板序列。对此,他们的结论是胚胎细胞利用了来自母本的正确序列对突变基因进行了修复,但是他们并没有提供实验数据证明这一观点。而这也是上周刚刚发表的质疑文章最大的问题。

这篇质疑文章的第一作者,来自纪念斯隆-凯特琳癌症中心的发育生物学家Maria Jasin表示,该论文的结论违反了传统的胚胎发育学理论。因为在受精卵早期的发育过程中,来自父本和母本的遗传物质大多被分布在受精卵的两头。因此,来自母本的正常基因序列几乎不可能作为模板,参与父本突变基因的修复。并且在以往的Crispr实验中也从未发现过类似情况。

Jasin表示,希望Mitalipov教授的研究团队可以提供更详细的实验结果,直接验证这一实验中突变基因的修复机制。同时Jasin和其他质疑的作者也表示,如果Crispr-Cas9在基因编辑的过程中对突变序列附近的DNA进行大量删除的话,细胞无法利用研究人员提供的外源DNA进行基因修复,同时也可能导致这段序列无法被检测到。

针对来自其他科学家的质疑,Mitalipov教授表示他会在几周内对此做出回应。同时他也希望其他的科学家进行独立的重复实验,并且发表他们的实验结果。◇

责任编辑:朱涵儒

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2017-09-11 2:11 PM
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