科学上的重大突破!学者让胚胎摆脱遗传*疾病基因
近日,一群科学家成功修正了胚胎内会导致遗传*疾病的基因,如果此项技术足够成熟,未来科学家就有可能阻止母体把遗传*疾病传给下一代,不过,这也将带来修正基因到底可不可行的争论。最近一份研究在修正胚胎...
近日,一群科学家成功修正了胚胎内会导致遗传*疾病的基因,如果此项技术足够成熟,未来科学家就有可能阻止母体把遗传*疾病传给下一代,不过,这也将带来“修正基因”到底可不可行的争论。
最近一份研究在修正胚胎基因的工程上,有了突破*的进展。图为8周大的胚胎模样(与此次实验无关)。
在基因工程上 首次获得广泛成果
一份发表在期刊《自然》的研究指出,他们成功透过基因编辑系统CRISPR/Cas9修正了人类胚胎内有缺陷的基因,有效阻止了遗传*疾病继续传给下一代,而且该工程的成功率高达72%,这是科学家在美国第一次有如此成功且广泛的成果。
用基因的编辑软件来作业
简单来说,CRISPR/Cas9系统可以任意剪下、复制、贴上动物体的基因,自从它被科学家发现后,CRISPR/Cas9就被科学家广泛用来处理、编辑各式各样的基因。
应用在常见的遗传*心脏疾病
这份研究由俄勒冈健康与科学大学(Oregon Health & Science University)的美国、韩国科学家共同进行,他们决定要试着用CRISPR/Cas9来修正遗传*心脏疾病肥厚*心肌症(Hype人体rophic cardiomyopathy, HCM)的基因。这个疾病每500人就有1人会受到影响,甚至会导致猝死,虽然医学上已经有办法治疗肥厚*心肌症,却无法完全治愈它。
实验分成了两部分测试,在上图,研究团队在样本受精、复制完DNA后才注入CRISPR/Cas9,结果会产生好坏基因掺杂的镶嵌式胚胎。后来他们选择在注入精子时一并注射CRISPR/Cas9(下图),就大幅提升了创造健康胚胎的成功率。
在形成胚胎前就会处理掉有问题基因
研究团队以带有会造成肥厚*心肌症的变异基因MYBPC3的精子为实验样本,并和健康的卵子受精,在受精的同时,他们会注入基因编辑系统CRISPR/Cas9,在过程中,研究团队发现CRISPR/Cas9会在DNA复制、产生胚胎前就把变异基因MYBPC3修正掉,进而创造出一个健康的胚胎,而且在58个实验胚胎中,有42个都成功了。
成功率比预期还高
高达72%的成功率,远比过去科学家预估不到30%的细胞可被修复还高得多。
双亲中有一人得有健康基因
此外,研究团队本来为胚胎准备了一段健康的DNA样本,期待CRISPR/Cas9可以直接复制健康的DNA来创造健康的胚胎,结果他们发现,CRISPR/Cas9会直接复制卵子内健康的基因来修复变异基因,不过这也意味着双亲中有一方一定得拥有健康的DNA。
一名摄影师展示了他的DNA序列。目前许多国家还是禁止进行基因编辑。
基因编辑工程风险多 各国多禁止
关于基因编辑的工程伴随了许多不确定*,像是它只会修复一部分有害的突变细胞,没办法有效率地修复所有细胞;或是修复到错误基因,进而生成错误DNA的脱靶效应(Off-target effect);造成让正常和不正常的细胞混合在一起的镶嵌式胚胎(也称马赛克效应, Mosaic effect)。有鉴于任何一点基因调整都有可能影响孩子甚至是未来世代,许多国家都立法禁止透过修正胚胎的基因来创造婴孩。
只要安全就没问题?
不过这次成功的42个胚胎都没有出现上面提到的问题,因此俄勒冈健康与科学大学研究的共同作者阿玛托(Paula Amato)乐观地表示,只要这项工程被证明是安全的,那么就有可能被广泛使用。
基于道德上的考量,“设计婴儿”目前也是被禁止进行的技术。
道德上也有争议
没有参与研究,麻省理工学院癌症中心的海因斯(Richard Hynes)教授则认定这份研究带来了突破*的贡献,因为这项研究意味着基因编辑工程可以更安全地被执行。不过海因斯指出,一旦技术上的障碍被克服后,接下来就是关于社会道德议题上的讨论了。
应该发展设计婴儿吗?
因为基因编辑工程将有潜力发展成让父母、医生借由筛选基因来创造具有某种特质的“设计婴儿”(Designer baby),借此来提升人类潜能,这是许多人不断在争论该不该发展的技术。
画面中分别是注入CRISPR/Cas9的受精卵复制DNA、形成胚胎的过程。
强调是修正 不是编辑
对此,研究团队强调他们并没有打算增加新基因或是改变基因特*,强调他们只是“修正”了带有疾病的基因。
“我们在报告中使用了‘修正’(correction)这个词。我不喜欢用‘编辑’(edit),因为我们并没有编辑或调整任何东西。我们唯一做的,就是利用母亲那边的基因来修正变异基因。”
目前没办法用在临床实验
基于法规上的限制,这份研究现在仍然没办法应用在临床实验上,该研究团队接下来也会努力让成功率从72%上升到90%。他们也相信,这种修正工程将能适用在像是囊状纤维化、特定种类的乳癌、家族*阿兹海默症等单一基因变异的遗传*疾病。
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