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      CRISPR / Cas9基因編輯剪刀不如我們想象的那么準(zhǔn)確但有一些修復(fù)
      
			
      
				2019-04-08 09:20:28
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      RISPR基因編輯技術(shù)正在徹底改變醫(yī)學(xué)和生物學(xué)。這種技術(shù)使科學(xué)家能夠比以前的基因編輯技術(shù)更精確，更輕松地編輯DNA。但是一項(xiàng)新的研究質(zhì)疑了該技術(shù)的精確性。
      

      CRISPR / Cas9基因編輯剪刀不如我們想象的那么準(zhǔn)確但有一些修復(fù)
      

      基因編輯的希望是它能夠治愈和糾正疾病。迄今為止，已經(jīng)報(bào)道了許多成功，包括治療小鼠的耳聾，以及改變細(xì)胞以治愈癌癥。
      

      在人類患者中進(jìn)行的大約17項(xiàng)臨床試驗(yàn)是對(duì)白血病，腦癌和鐮狀細(xì)胞性貧血(其中紅細(xì)胞變形，導(dǎo)致它們死亡)進(jìn)行基因編輯測(cè)試。在臨床實(shí)施CRISPR技術(shù)治療癌癥或先天性疾病之前，我們必須解決該技術(shù)是否安全和準(zhǔn)確。
      

      CRISPR如何再次發(fā)揮作用?
      

      CRISPR技術(shù)利用分子剪刀(稱為“Cas9”的細(xì)菌酶)來(lái)切割我們想要靶向的DNA，然后我們可以將DNA粘貼到我們已經(jīng)去除的DNA中。Cas9通過(guò)利用與Cas9相關(guān)的指南(如地圖)來(lái)識(shí)別整個(gè)人類基因組中的特定DNA片段。
      

      Cas9可以在體內(nèi)持續(xù)數(shù)小時(shí)至數(shù)周。當(dāng)它保留在體內(nèi)時(shí)，Cas9可以一遍又一遍地切割和粘貼其他DNA片段(“脫靶”)或DNA靶片段(“靶向”)。
      

      新研究發(fā)現(xiàn)了什么
      

      今天發(fā)表在Nature Biotechnology上的一項(xiàng)研究探討了Cas9剪刀的準(zhǔn)確性。英國(guó)劍橋桑格研究所的科學(xué)家們?cè)噲D確定Cas9的切割和粘貼過(guò)程是否足夠準(zhǔn)確，可以安全地用于人類治療疾病。
      

      為了回答這個(gè)重要的問(wèn)題，他們?cè)敿?xì)檢查了小鼠胚胎干細(xì)胞和細(xì)胞附近的人類細(xì)胞中的DNA片段，這些片段被切割以確定它們是否受到影響。
      

      他們發(fā)現(xiàn)DNA被修復(fù)后(新的DNA粘貼到“切割”部分)，剪刀繼續(xù)一遍又一遍地切割DNA。他們?cè)谇懈畈课桓浇l(fā)現(xiàn)了重要區(qū)域，其中DNA被移除，重新排列或倒置。
      

      如果DNA片段被移除或倒置(基因轉(zhuǎn)換)，基因修飾可能是危險(xiǎn)的，甚至導(dǎo)致疾病。雖然這看起來(lái)很可怕，但使用新的測(cè)序技術(shù)可以克服這個(gè)問(wèn)題。
      

      我們可以用不同的剪刀嗎?
      

      有幾種方法可以解決這個(gè)問(wèn)題。一種選擇是從主體中隔離我們希望編輯的單元格，并僅重新注入我們知道已正確編輯的單元格。
      

      例如，對(duì)于殺死癌細(xì)胞至關(guān)重要的淋巴細(xì)胞(白細(xì)胞)可以從體內(nèi)取出，然后使用CRISPR進(jìn)行修飾以提高它們的癌癥殺傷特性?？梢詫?duì)這些細(xì)胞的DNA進(jìn)行詳細(xì)測(cè)序，只??選擇準(zhǔn)確和特異性基因修飾的細(xì)胞并將其遞送回體內(nèi)以殺死癌細(xì)胞。
      

      雖然這種策略對(duì)于我們可以從體內(nèi)分離的細(xì)胞是有效的，但是一些細(xì)胞，例如神經(jīng)元和肌肉，不能從體內(nèi)移除。這些類型的細(xì)胞可能不適合使用Cas9剪刀進(jìn)行基因編輯。
      

      幸運(yùn)的是，研究人員發(fā)現(xiàn)了其他形式的CRISPR系統(tǒng)，它們不需要切割DNA。一些CRISPR系統(tǒng)僅切割RNA，而不切割DNA(DNA含有遺傳指令，RNA傳達(dá)如何合成蛋白質(zhì)的說(shuō)明)。
      

      由于RNA在降解前僅在特定時(shí)間段內(nèi)保留在我們的細(xì)胞中，這將允許我們控制CRISPR系統(tǒng)遞送的時(shí)間和持續(xù)時(shí)間并將其逆轉(zhuǎn)(因此剪刀僅在短時(shí)間內(nèi)起作用)。
      

      發(fā)現(xiàn)這對(duì)于小鼠癡呆是成功的。類似地，一些CRISPR系統(tǒng)只是改變DNA的字母，而不是切割它們。這對(duì)于導(dǎo)致小鼠遺傳性耳聾等疾病的特定突變是成功的。
      

      簡(jiǎn)而言之，在臨床使用CRISPR之前，我們?nèi)匀恍枰私釩as9剪刀在細(xì)胞中的作用。
      
			

			
        
      
			
      
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