什么是CRISPR?

 

CRISPR代表集群式规则间隔短回文重复

重复的DNA序列,称为CRISPR在重复序列之间的“间隔”DNA序列与病毒序列完全匹配的细菌中观察到。随后发现,细菌在病毒感染时将这些DNA元件转录成RNA。RNA引导核酸酶(一种切割DNA的蛋白质)进入病毒DNA,切割病毒DNA,从而提供抵抗病毒的保护。这些核酸酶被命名为“Cas”,意思是“CRISPR相关”

基因组编辑

2012年,研究人员论证可以构建RNA来引导Cas核酸酶(Cas9是第一个使用的)进入任何DNA序列。也可以制造出所谓的引导RNA,使其仅针对一个序列,从而提高DNA在该位点而非基因组中其他位置被切割的可能性。进一步测试表明,该系统在包括人类细胞在内的所有类型的细胞中都能很好地工作。

启示

使用CRISPR/Cas,很容易破坏目标基因,或者,如果将DNA模板添加到混合物中,在所需的精确位置插入新序列。该方法极大地改变了生物医学研究,因为它大大减少了开发具有特定基因组变化的动物模型的时间和费用。JAX科学家现在例行 推进治疗基因编辑NIH根据多机构体细胞基因组编辑计划向JAX授予350万美元。使用CRISPR/Cas系统为此,在小鼠中使用。对于已知突变的人类疾病,如囊性纤维化,理论上可以插入DNA来纠正突变。临床应用目前在人体试验中,包括在体外构建T细胞用于CAR-T癌症治疗,以及编辑视网膜细胞用于leber先天性黑色素瘤10,这是一种遗传性失明。

限制

CRISPR/Cas是一个非常强大的工具,但它有重要的局限性。它是:

  • 难以将CRISPR/Cas材料大量输送至成熟细胞,这对于许多临床应用来说仍然是一个问题。病毒载体是最常见的传递方法。
  • 不是100%有效,因此即使是接受CRISPR/Cas的细胞也可能不具有基因组编辑活性。
  • 并非100%准确,且“偏离目标”编辑虽然很少,但可能会产生严重后果,尤其是在临床应用中。

道德问题

除了编辑体细胞(构成身体大部分的细胞)之外,还可以编辑配子(卵子和精子)和早期胚胎的基因组,这称为生殖系编辑。人类中的任何此类编辑不仅会影响个体,还会影响其后代。从理论上讲,它们还可以用来增强理想性状,而不是治疗疾病。因此,科学家呼吁延期偿付对人类生殖系的编辑,直到对严重的伦理和社会影响有了更充分的了解。JAX及其研究人员全力支持并坚持暂停,并遵守我们的官方政策关于人类基因编辑。