应用最新的基因编辑技术所得的研究结果与以前旧的技术所得的结果不一致时,科学家们将面临艰难的决定。
案例Nature新闻报道,纽约州冷泉港实验室的癌症生物学家JasonSheltzer正在寻找涉及肿瘤生长的基因。他和他的同事们计划使用现阶段流行的基因编辑工具CRISPR-Cas9敲除基因,使其完全失去功能,然后寻找降低癌细胞繁殖率的变化。这个实验的同时,他们需要一种可以产生相同效果的对照基因。
通过文献的查阅他们发现MELK是一个理想的对照基因,有充分的文献证据表明其在癌症细胞增值中的重要性,同时临床实验正在进行测试抑制MELK的蛋白药物。但是Sheltzer的研究小组通过CRISPR-Cas9技术使MELK完全丧失功能后,发现该基因并没有产生相应的影响,这使得Sheltzer小组的实验进入停滞状态。
事实上,CRISPR-Cas9技术的出现,使不少以前利用旧的技术得出的实验结果遭到质疑。Sheltzer团队加入了一个正在壮大的实验俱乐部,旨在重复那些经CRISPR技术证明从前的结果有可能是错误的实验,并把一些相关的成果在华盛顿当地时间4月3日的AACR年会上展示。
图片来自eLIFE
相关案例相同的问题也出现在其他研究领域,来自马萨诸塞大学医学院分子生物学家纳森·劳森也曾经系统的描述了类似的问题。在他们的斑马鱼基因研究中,利用ZFN技术敲除基因,和利用被称为morpholinos的分子工具降低基因表达两种方式同时进行功能研究,结果发现在他们测试的20个基因中有一半出现了不同的结果。通过查询遗传数据库以及查阅之前的一些关于morpholinos描述的文章中进一步发现,在之前应用morpholinos技术得出的结果中,约有80%的实验是不可复制的。这样的结果强烈的冲击了很多斑马鱼研究人员。
同样在模式植物拟南芥的研究中,以前研究认为具有调节植物生长素功能的蛋白在应用CRISPR技术重复实验后发现该蛋白并不具备这样的功能;果蝇和人类细胞研究中,通过RNAi的方式和通过基因突变的方式进行的大规模筛选研究结果具有较大的差异值。
图片来自DevCell
图片来自PNAS
回归本源加利福尼亚州斯坦福大学分子生物学家迈克尔·巴西克说:利用RNAi的方法和CRISPR遗传筛选的方法得到的差异性结果并不能表明哪一种方法是正确的,另一种方法是错误的,因为很多细胞针对CRISPR技术造成的基因完全不表达或是RNAi技术造成的基因表达降到很低的水平会表现出完全不同的反应。当然这样的差异出现也可能与RNAi潜在的脱靶效应有重要关系。目前,越来越多类似的问题涌现,后续可能出现更多的研究结果被重新定义甚至颠覆。
在开始的MELK事件中,Sheltzer的团队表示利用CRISPR-Cas9得出的结果非常重要,因为这样的结果可能直接破坏临床实验的科学基础,MELK基因似乎在癌细胞的分裂中并不具备相应功能,不过来自佐治亚州亚特兰大埃默里大学癌症研究员CarlosMoreno指出,MELK有可能在癌细胞对辐射抗性中具有更强的作用。
新技术的出现必然会对旧技术造成一定的冲击,但科学不就是在这样一次次的冲击中逐渐进步,最终能更好的服务我们吗。
参考文献:
1.Lin,A.,Giuliano,C.J.,Sayles,N.M.Sheltzer,J.M.eLife6,e().
2.Kok,F.O.etal.Dev.Cell32,97–().
3.Gao,Y.etal.Proc.NatlAcad.Sci.USA,–().
4.Morgens,D.W.,Deans,R.M.,Li,A.Bassik,M.C.NatureBiotechnol.34,–().
5.Kim,S.-H.,etal.StemCellReports4,–().
博雅辑因(北京)生物科技有限公司是一家专注与发展和优化基因组编辑技术的高科技生物企业。公司应用先进的基因组编辑技术(TALENs,CRISPR),为抗体公司、科研单位、药企及病患提供稳定的产品和服务。目前公司主要的产品包括基因敲除细胞系(KnockoutCellLine),基因敲除细胞裂解物(KnockoutCellLysate),基因编辑工具类产品,以及一系列基因组编辑服务和高通量遗传筛选。
赞赏