bioRxiv:英美最新研究者警示:人类胚胎中的CRISPR基因编辑会造成染色体混乱

2022-01-17 05:56:20 来源:
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DNA总编辑(gene editing)是一种能比较正确地地对生物DNA组特定前提DNA透过修饰的一种新兴DNA工程电子技术。CRISPR电子技术是在20世纪90年代初发现的,并迅速成为有机体病毒学、工业和微病毒学等领域最流行的DNA总编辑基本功能。

最近这些科学研究在本月发表在预印本bioRxiv。科学研究发现,有机体**中的的CRISPRDNA总编辑都会导致基因混乱,国际标准评估方法意味著遗漏了靶肽支链附近的叠加。总的来话说,这些科学研究使地质学家更加明了了CRISPR–Cas9总编辑中的被忽视的风险。

堪培拉南非公立大学的生物化学Gaétan Burgio话说:“前提效应无疑,而且消除起来都会更加不方便。”

这些安全问题意味著都会导致有关地质学家对前提应总编辑有机体**以预防唐氏的意见分歧,这是非常有争议的,因为它对DNA组导致了暂时性的相反,可以世代相传。加利福尼亚大学的Fyodor Urnov话说:“如果用于配子目的的有机体**总编辑或配子系总编辑是人造卫星,那么新数据就相当于火箭起飞前在发射台爆炸。”

不必要的效应

科学研究技术人员在2015年透过了可用CRISPR总编辑有机体**的第一个科学实验。从那以后,世界各地的少数团队开始探寻这一过程,目的是对DNA透过正确地的总编辑。但是这样的科学研究仍然很少,而且受到合理的规范。

英国斯旺西大学的配子病毒学家Mary Herbert话说:“最新的科学研究话说明了,我们对于有机体**如何重建那些被DNA组总编辑基本功能切割的DNA所知鲜有,这是CRISPR–Cas9总编辑的关键步骤。在开始可用DNA切割核糖体以后,我们就需要知道其中的都会引发什么样的相反。”

在布里斯托尔路易斯·科里科学研究所的生长发育病毒学家Kathy Niakan及其同事的科学研究中的,他们可用CRISPR–Cas9在POU5F1DNA中的产生突变,这对配子细胞很最重要。在18个经过DNA组总编辑的**中的,平均22%包含不想要的叠加,这些叠加不良影响了POU5F1周围的大量DNA 。它们都有DNA苯基和数千个DNA残基的缺失,这大大超过了科学研究技术人员可用这种方法的意图。

另一个科学研究团队,由纽平均市哥伦比亚大学的干细胞病毒学家迪特·埃格里(Dieter Egli)领导的地质学家,科学研究了由精子产生的**,该精子在EYS的DNA中的含有致盲突变。该团队可用CRISPR–Cas9来尝试纠正该突变,但是大平均一半的受试**出错了EYS所在基因的大部分片段(有时甚至是整个基因)。

第三个科学研究团队,丹佛俄勒冈健康与科学大学的配子病毒学家Shoukhrat Mitalipov领导的地质学家,科学研究了不具备引致心脏病突变的精子培育的**。这个团队发现的一些先兆表明,DNA总编辑不良影响了基因中的所含突变DNA的大片区域。

不可得出的重建

这些叠加是DNA组总编辑基本功能控制DNA重建过程的结果。CRISPR–Cas9可用比较大段RNA将Cas9核糖体导向DNA组中的不具备相似多肽的肽支链。然后,这种核糖体侵入了该部位的两条DNA支链,再由细胞的重建系统重建这个孔洞。

DNA总编辑引发在重建过程中的:大多数情况下,细胞可用一种易错选择性来封闭切口,这种选择性都会填充或删除少量的DNA残基。如果科学研究技术人员提供者一个DNA模版,细胞有时意味著都会按照这个多肽来复原内脏,从而达到似乎的DNA重写。然而撕裂的DNA也都会引致基因大区域的混乱或出错。

早先在小鼠**和其他有机体细胞中的可用CRISPR的科学研究仍然证明,总编辑基因都会导致相当大的、不必要的不良影响。但Urnov话说,在有机体**中的证明这项工作也很最重要,因为不尽相同的细胞类型对DNA组总编辑的反应意味著不尽相同。

在许多科学实验中的,这样的苯基意味著都会被忽视,如单个DNA残基的相反,或者只填充或删除几个残基。然而,最新的科学研究主要用途针对靶肽支链附近的大量缺失和基因苯基透过了科学研究。Urnov话说:“从现在开始,我们科学界的全都都应该比以后更认真地对待这件事。这不是以致于的侥幸。”

DNA相反

这三项科学研究对DNA叠加的产生提供者了不尽相同的话说明了。Egli和Niakan的科学研究团队将其**中的观察到的大部分叠加归咎于大的缺失和苯基。Mitalipov的科学研究团队则话说,他们发现的40%的叠加是由一种被称作DNA切换的自然现象导致的,在这种自然现象中的,DNA重建过程从一对基因中的的一条基因复制一个多肽,从而治愈另一条基因。

Mitalipov和他的同事在2017年路透社了相近的发现,但一些科学研究技术人员对**中的意味著引发频繁的DNA切换一向不以为然态度。他们指出,在DNA切换引发时,母本和父本的基因并不相接,科学研究团队用来鉴定DNA切换的分析意味著是在检测其他基因的叠加,都有缺失。

Egli和他的同事在最新的科学研究中的直接检测了DNA切换,但并未找到,Burgio指出,Mitalipov可用的新方法与2017年他们可用的方法相似。首尔公立大学的生物化学金秀珍(Jin Soo Kim)话说,一种意味著是撕裂DNA在基因上不尽相同位置的愈合方式为不尽相同。

重构出处:

Michael V. Zuccaro, Jia Xu, Carl Mitchell, et al. Reading frame restoration at the EYS locus, and allele-specific chromosome removal after Cas9 cleage in human embryos. doi: https://doi.org/10.1101/2020.06.17.149237.

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