被疑致癌当今最强力最值钱的基因编辑技

今天世界上最强力、最有前途同时大概也是最值钱的基因编辑技术CRISPR,刚刚遭遇了一个不大不小的麻烦。

太长不看版

1,CRISPR是一种还处于开发阶段的基因编辑技术,可以对基因进行剪辑,是目前最有前途的基因技术之一。

2,这篇文章讲的是本技术目前遭遇到的一个挫折,但是这是漫长的研究中难以避免的。

3,一句话概括:CRISPR这个小剪子把基因剪开,会触发细胞的抗癌机制,所以很大可能会失败。而剪成功的话,可能意味着这个细胞抗癌的机制有问题。

4,但是不代表CRISPR致癌!

5,一句话当然讲不清楚,快来看文章。

CRISPR虽然是最好的基因编辑工具,但在很多细胞里的成功率还是不理想。《自然》旗下子刊《自然-医学》上新发表的两项研究指明了成功率不高的原因:原来CRISPR进行基因修复操作的时候会触发细胞的抗癌机制;抗癌机制如果正常地发挥了作用,就会让修复失败。

正在生物体内发挥功能的CRISPR-Cas9系统

插画家:StephenDixon

可是,如果我们要使用CRISPR来治疗疾病,那当然只会使用被它修复成功的细胞。换言之,这些细胞里的抗癌机制没有起效。为什么没起效?也许是因为它们的抗癌机制坏掉了。那么,如果医生不加检查就随便把它们注入人体内,就是注入了一些癌症风险比平时高的细胞了。

这个理论上的风险真的会产生现实后果吗?研究者还没有达成一致意见。

要理解他们的争论点,我们先要看看CRISPR和抗癌机制的基本原理。

研究说了什么?

来自瑞典卡罗林斯卡研究所和诺华生物医学研究所的研究人员,分别研究了视网膜细胞和多能干细胞。他们发现,CRISPR会激活细胞的自我修复机制,被编辑的细胞要么得到修复,要么死亡,因此基因编辑效率低下。

他们进一步指出,这种机制背后是p53基因,一种和癌症有关联的基因。值得一提的是,在多种癌症细胞中,我们都发现了这种基因的突变。

P53与DNA

ThomasSplettstoesser

为什么p53基因跟很多癌症有关呢?当细胞发现DNA链断裂时,会启动“急救箱”,p53就像是急救员一样,开始修复被编辑的基因,或者干脆直接让细胞死掉,以阻止细胞成为肿瘤。而CRISPR-Cas9正好会“剪”开DNA链,于是p53基因被激活。

如果被CRISPR成功编辑后的细胞存活,说明它们可能携带有异常的p53基因——本来应该要么编辑不成功,要么细胞死掉的——从而增加细胞癌变的风险。此外,想要提高基因编辑效率,暂时关闭p53听起来是不错的方法。然而,这有可能给其他突变可乘之机,进而可能导致癌症。

CRISPR-Cas9能剪开DNA双链

MIT

这对基因治疗意味着什么?

一方面,这两项研究呈现的还只是初步结果,还不清楚在当前的临床研究中,是否也会出现同样的问题。另一方面,在CRISPR中,使用Cas9酶可能要比其他切割酶出现更严重的p53问题。

CRISPR通过两种方式来编辑基因。其一,它会只切掉DNA的致病片段,这一过程被称作基因敲除。其二,CRISPR既会切割DNA的致病片段,也会用正常的核苷酸代替它,这一过程被称作基因修复。

卡罗林斯卡研究所的研究者艾玛·哈帕涅米(EmmaHaapaniemi)表示,在他们研究的正常成熟的细胞中,当p53被激活时,基因敲除能够成功。也就是说,CRISPR治疗镰刀型细胞贫血症等疾病不会受到p53基因的影响。

CRISPR治疗镰刀型细胞贫血症时不会受到p53的影响

Wikipedia

然而,p53基因会影响基因修复,相应影响到糖原贮积病、囊性纤维化和严重联合免疫缺陷的基因治疗。同时,它对干细胞也是潜在的问题。诺华生物医学研究所的团队表明,p53失活对于基因敲除和基因修复都很重要。异常的p53能让CRISPR工作,也很可能让细胞癌变。

那么问题来了,如果CRISPR成功编辑的细胞能导致癌症,为什么之前研究人员没有观察到?实验用的小鼠也没有长出肿瘤?

艾玛·哈帕涅米表示,这种效应出现在大规模实验里,但是在小规模研究中,研究人员只







































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