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基因编辑技术的争议停不下来,科学家开始研究逆转方法

唐云路2019-05-05 06:45:45

如果 CRISPR 被制成了武器,我们应该如何应对?

基因编辑带来的伦理与生理风险都还不可控,试图加入研究的人却越来越多。由于设备价格越来越便宜、掌握基因编辑技术专业知识的人越来越多(其中以 Crispr-Cas9 技术的普及程度最高),民间科学家正在试图通过各种意想不到的方式来重新设计 DNA

科学界最近对基因编辑技术应用担忧的讨论始于 2018 年 11 月中国科学家贺建奎公布的一项充满争议的实验

今年 3 月,知名学术刊物《自然》发表了一篇由来自 7 个国家的 18 名科学家和生物伦理学家共同署名的评论文章,呼吁全球“暂停”人类生殖细胞系基因组编辑(即改变精子、卵子或胚胎中的遗传物质)的临床使用。

随后,在瑞士日内瓦的一场会议上,一个由 18 名研究人员和生物伦理学家组成的世界卫生组织国际专家委员会建议世卫组织目前“亟需”建立一套透明的全球登记体系以记录所有与人类基因组编辑有关的实验。

还有一批科学家则开始研究,有没有什么方法可以阻止它?

来自哈佛医学院的研究者 Amit Choudhary 今日公布了一项研究,宣布发现了两个新的分子,能够识别并绑住 DNA,Choudhary 表示这能帮助科学家在几分钟内就停下基因编辑的传播。

你可以将这种方法理解成寻找一个“开关”的过程,即使未来基因编辑技术被制成类似药丸一样的武器(此前盖茨与梅琳达基金会资助了一个让母蚊子自 11 代后开始不育的基因编辑技术,被编辑后的蚊子会将 DNA 传承给整个族群),科学家就是在找一种能够“关掉”基因编辑过程的按钮。

CRISPR 技术本身就来自于细菌世世代代与病毒对抗中进化出的免疫功能——过往的病毒将基因重复遗留在细菌的 DNA 链上,形成细菌的“记忆”,在病毒再次入侵时,指引酶等工具来消灭它。

等到病毒再次入侵并嵌入基因时,CRISPR 就能凭借此前的记录,引导相关的蛋白(CRISPR associated,Cas)把外来的基因切除掉,从而解决掉入侵的病毒。

科学家们利用了 CRISPR 精准切割的这个特性,对它重新编程,使之能切割任何生物的任何 DNA,达到人为编辑基因的目的,以改变生物原有的遗传特性、获得新性状。

早就有科学家开始寻找“反 CRISPR(anti-CRISPRs)”分子——那些在进化中能够精巧地调整 CRISPR 的酶。

最早的反 CRISPR 分子于 2013 年被多伦多大学的一名学生 Joseph Bondy-Denomy 发现。他在研究中发现一些特定的噬菌体对 CRISPR 有抵抗作用——你可以将它理解成针对 CRISPR 的抗体。这名学生目前已经是加州大学的教授,也继续从事为基因编辑寻找开关的研究。

加州大学教授、基因治疗法 CRISPR-Cas9 联合发明人詹妮弗·杜德纳(Jennifer Doudna)从 2016 年就开始研究这个问题,她担心基因编辑会带来像原子弹一样的后果,在一朵巨大的蘑菇云中让世人知道它的威力。在著作《创造的裂缝(A Crack in Creation)》中她写道:“在大灾难发生之前,我们这些关心这个问题的科学家能否阻止它发生?”

相比起研究 CRISPR 技术的科研力量,研究如何抵抗、停止 CRISPR 的要少得多。但是目前已经有超过 40 个反 CRISPR 分子被发现,其中大部分都来自杜德纳的实验室。

Choudhary 新发现的这两个分子的意义在于,它们比之前发现的那些分子都小,Choudhary 称更小的抑制剂能够在引发免疫反应之前更快起效,从而达到“关闭开关”的作用。但是研究目前也仍然处于非常早期的阶段,下一个阶段 Choudhary 及团队将研究这两个分子是如何抑制 CRISPR 的活动,以及验证具体的抑制过程在生物体中是否安全。

这项研究已经发表在《细胞》杂志上


题图来自 NunoRibeiro on Visualhunt /CC BY-NC

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