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基因編輯:天使還是魔鬼

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-12-06瀏覽次數:1795

CRISPR技術的快速發展使“定制嬰兒”等問題比以往任何時候都更加緊迫。特定人群的永久遺傳“增強”可能導致社會不公正并可能被強制執行。

這是一場可以與氣候變化相比較的辯論。所涉及的技術可以治愈許多重大疾病,包括抑郁癥和艾滋病,但它也引起了人們的擔憂,它將給人類帶來前所未有的災難。這種技術被稱為“基因編輯”。

基因編輯技術,或者更確切地說,短回文(“CRISPR”)的定期聚類,其基本原理來自細菌對抗病毒的機制。它已被證明僅在三年前對人體細胞有用,但它已經發展得如此之快,以至于即使是這一領域的科學家也認為跟上最新發展是一項艱巨的任務。

2015年12月初,世界頂級遺傳研究領域的學者齊聚華盛頓參加為期三天的人類基因編輯國際峰會。在會議上,學者們探討了“基因編輯”革命性技術帶來的科學,倫理和監管問題。這使基因編輯在短短八個月內第三次成為國際熱門話題。

早些時候,2015年4月,中山大學的生物學家宣布了人類胚胎的第一次基因改造,這引起了科學界的軒然大波。

10月,聯合國教科文組織在巴黎召開了一次研討會,與會者包括科學家,哲學家,律師和政府官員,他們呼吁在安全性和有效性得到證實之前禁止人類種系基因。聯合國教科文組織國際生物倫理委員會在一份聲明中表示,人類基因組中的干預措施只能用于預防,診斷或治療目的,不能用于改造后代。他們指出,后者將“放在所有人的固有和平等的尊嚴處于危險之中,并會改寫優生學。“

在華盛頓會議后發表的聲明中,與會者表示“任何生殖細胞的基因編輯的臨床應用是不負責任的”,并且“任何臨床試驗必須在適當的監督下進行”。

在12月5日英國雜志“0x9A8B”上發表的一篇社論中,華盛頓峰會的參與者是那些宣傳阿什洛馬會議的人,希望他們“從歷史經驗中學習”。

十字路口

1975年,來自世界各地的150多位著名生物學家在美國加利福尼亞州的Asilomar召開了一次會議,討論DNA重組技術的生物安全性。

那時,DNA重組技術剛剛興起。科學家成功地將兩種不同物種的DNA連接起來。通過這種方式,在哺乳動物中合成胰島素的基因可以轉移到細菌中,細菌可以通過細菌的快速繁殖產生和提取豐富的胰島素。

然而,該技術還可能將其他物種的基因引入哺乳動物甚至人類細胞,這引起了科學界對人類遺傳基因人工修飾的關注。通過Asiloma會議,科學家們制定了重組DNA實驗研究的指南,并就暫停或嚴格禁止的一些實驗達成了共識。

現在,基因工程已經走到了一個新的十字路口。

簡而言之,最新的基因編輯技術可以準確地改變人類DNA。它可以“關閉”某些基因并為人們添加特定的基因。這種技術過去常見于科幻電影中。盡管人類DNA的人工修飾在現實中一直是新鮮事物,但從未有過像CRISPR那樣能夠準確有效地完成這項任務的技術。

首先,使用無害病毒,將引導RNA,切割蛋白和替代DNA引入細胞中。然后,將引導RNA和切割蛋白附著于靶DNA。裂解蛋白切割DNA的雙鏈,細胞本身的DNA修復機制啟動DNA的修復,并將DNA片段作為替代物插入原始DNA中。以這種方式,完成了基因的修飾。

在實驗室中,使用傳統的DNA同源重組技術構建敲除小鼠不僅麻煩,昂貴,而且還需要1 - 2年。 CRISPR技術的使用成本較低,只需要最基本的分子生物學工具即可在短短三個月內完成基因敲除。

自2012年CRISPR技術發布以來,科學家們利用這項技術為人類健康和疾病治療領域帶來了許多好消息。實驗表明,使用CRISPR技術敲除感染動物細胞的乙型肝炎病毒中的致病基因可有效殺死乙型肝炎病毒,這為乙型肝炎的完全治療帶來了希望。細菌耐藥性是一個難以克服的障礙。人類在細菌的過程中克服。然而,使用CRISPR技術敲除賦予細菌抗性的基因可以大大提高抗生素的有效性。

由于CRISPR技術的快速,廉價和廣泛性質,至少有四家基因編輯公司已開始研究將CRISPR技術轉化為臨床治療方法,如蓋茨基金會和谷歌風險投資公司。也參與其中。

隨著CRISPR技術的發展,越來越多的人意識到它不僅可以用于轉化病毒,細菌和普通哺乳動物的細胞,而且可以通過CRISPR編輯人類基因組。《新科學家》2015年3月5日發表了一篇評論文章《麻省理工技術評論》,其中提到科學家們已經發明了編輯人類胚胎基因的技術,以及我們是否應該停止其發展。

人們擔心該技術可能導致“定制嬰兒”。在嬰兒出生之前,可以根據需要修改其基因。可以消除父母的一些遺傳性疾病,但另一方面,可以添加父母缺乏的基因。從理論上講,這可能會改變孩子的頭發顏色,膚色,甚至智商。而且,這些遺傳修飾很可能是遺傳的,最終的影響是不可預測的。

2015年4月18日,中山大學生物學副教授黃軍發表了一篇關于蛋白質和蛋白質的論文。 Cell,首次報道了人類使用CRISPR技術。已經研究了類胚細胞用于基因編輯以修復地中海貧血B的缺陷基因并探索將來治療一些遺傳性疾病的可能性。到目前為止,人類胚胎遺傳編輯的假設已經成為一個事實。

法國微生物學家,CRISPR技術的發現者之一Emmanuelle Charpentier說,“這一發現有點突然”。與此同時,她并沒有預料到這項技術會引起很大的爭議。

基因編輯技術甚至可以導致新物種的誕生。 (南方周末信息地圖/地圖)

門沒有完全關閉。

“我希望人們不會追求利用這項技術改變人類特征的想法。” “當它被用于治療和預防目的時,而不是用于制造可以在人類遺傳的特性,討論的焦點將是對于某些疾病,也許胚胎基因編輯是一種思考方式,”Capentier最近說。

“當時,問題在于社會是否想采取這一步驟。”她繼續說道,“我在哲學和社會學方面都有很多疑問。”

參加華盛頓會議的學者們也達成了共識,他們在宣布“生殖系基因編輯帶來了許多重大問題”中表示。

他們的恐懼包括基因編輯過程中的“脫靶效應”,即實際變化的基因不是由實驗者預先設定的。學者們還指出,“考慮到與其他遺傳變異和環境的相互作用,很難預測人口中遺傳變化的有害影響。”

“一旦將遺傳(遺傳)修飾引入人群,遺傳變化將難以消除,并且不會局限于任何一個社區或國家。”參加會議的12人在一份聲明中說,“對于特定群體人進行永久遺傳“增強”可能會導致社會不公正,并可能被迫使用。“

在會議期間,科學家確實探索了使用遺傳編輯技術“增強人類”的可能性。它能改變人類對疾病的抵抗力或提高人類大腦的認知能力嗎?參與的科學家認為,人們對基因在人類認知和許多其他特征中的作用知之甚少。

“結論是存在敬畏。在我們對人類基因庫進行任何永久性改變之前,我們應該非常謹慎。”麻省理工學院Baldor研究所的Eric Lander這么說。

在最近的一次大討論中,科學家們沒有要求在基礎研究水平上全面禁止人類胚胎和生殖細胞的基因編輯。他們認為基礎研究的意義非常深遠。

與會者在聲明中指出,不應暫停或終止加強遺傳編輯技術的基礎和臨床前研究,但應在適當的法律和道德監督下繼續進行。一些正在研究這種疾病的科學家擔心,對基因編輯技術的過多限制將影響治愈疾病的進展。

簡而言之,科學家們有兩個用于人類基因研究的禁區。一個是不允許進行非治療性生育篩查,另一個是不允許進行遺傳編輯的遺傳編輯。華盛頓會議的與會者特別提到,遺傳編輯的早期人類胚胎或生殖細胞不應用于懷孕目的。然而,該聲明還指出:“隨著科學知識的進步和社會理解的發展,應定期重新評估生殖細胞編輯的臨床應用。”

“我們不想立即關閉這扇門,”加州大學伯克利分校的生物化學家Jennifer Doudna說。

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