Crispr: Ez egy jó ötlet, hogy 'feljavít' a DNS?

Crispr: is it a good idea to ‘upgrade’ our DNA?

Powered by Guardian.co.ukEz a cikk címe “Crispr: Ez egy jó ötlet, hogy 'feljavít' a DNS?” Zoë Corbyn írta, a május 10-én, vasárnap a megfigyelő 2015 06.30 UTC

Tavaly Tony Perry készült egerek, hogy lett volna barna prémes nőnek fel fehér helyett. A Perry, a molekuláris embryologist, a University of Bath, csípett a bunda színének nem új-a tudósok már így úgynevezett knock-out egerek, ami az egyes gének le vannak tiltva, mivel a technika volt feltalált-ban 1989. Ez egy hosszú és nehézkes eljárás, amely magában foglalja a kombinálásával darab DNS embrionális őssejtek és egér tenyésztés.

De Perry, aki közzétett tanulmányában decemberben, Ez a módszer nem használható.. Ehelyett ő használt egy új genom-szerkesztési technológia, ami eddig a tudományos világ vihar óta volt először fejlődött a bakteriális immunrendszer -ban 2012, és látható, hogy munkát, emberi sejtek -ban 2013.

A nagy teljesítményű eszköz, ismert Crispr, a pontos és könnyű manipuláció a DNS lehetővé teszi, hogy bármely sejt magját. Hogy sperma manipulációk, tojás, vagy egy egy-sejt embrió, Mi csak körülbelül-hoz elkezd, replikálják a DNS-t, és ők is állandó jelleggel lezárt úgynevezett csíravonalba, a jövő nemzedékek öröklött. Az eljárás segítségével a csíra-sor, Perry inaktivált kulcsfontosságú gént az egér szőrzet.

De Perry's munka hozzáadott egy egyedülálló virágzik. Ő nem egy egér egy-sejt embrió – az, hogy a legtöbb állati csíravonal szerkesztés által Crispr megtörtént, a mai napig –, de korábban a Szerkesztés, a folyamat során a trágyázás, befecskendezésével a Crispr alkatrészeket, és az egér sperma a egér tojást egy időben. Ez ugyanazt a technikát – Intracitoplazmatikus spermium injekció (ICSI) – széles körben használják a IVF. És ez munkás. "Ez vagy hasonló megközelítések egy nap engedélyezhetik a humán genom célzás, vagy szerkesztés közben nagyon korai fejlesztés,"megállapítja, hogy a papír folyóiratban A tudományos jelentések. Ha az emberi csíra-vonal szerkesztés valaha klinikailag használható, Crispr beépítése az IVF ICSI fázisa, hogyan lehet, hogy.

Esély tantalises Perry, mert ez felveti annak lehetőségét, a termelő utódok, hogy kockázat nélkül, vagy egy bizonyos genetikai betegségek kockázatának csökkentése. Perry azt sugallják, hogy talán egy nap lehet kijavítani, ártalmas a BRCA1 gén mutáció, és megáll valaki örökli a hajlam a mellrák. "Akkor lesz képes-hoz kipusztít a leszármazottai a,"azt mondja:.

Crispr is gondolt, mint egy pár vezérli a satnav molekuláris olló. Az olló egy DNS-vágás enzim; akkor törje a sejt DNS-t használ egy személyre szabott Útikalauz molekula kutatók által megadott pontos pontján, RNS egy rövid darab, DNA kémiai unokatestvére. A DNS-vágás enzim ismert Cas9, Ezért a technika gyakran írt Crispr-Cas9.

A genom szerkesztő fordul elő, mint a sejt gyékény természetesen javítása által az olló szünet. A sejt javítása gyakran nem elég pontos, az a gén, amely már vágott, hogy folyamatosan dolgozik, és a gén hatékonyan kiesett, vagy ki van kapcsolva. Bonyolultabb elérni, Bár pontosabb, gének is korrigálható, vagy teljesen új géneket hozzáadott egy új darab DNS szerepel-e együtt a Crispr gép. Ez lesz folt a celluláris javítási folyamat során.

Csíra vonalas genom szerkesztés rendkívül ellentmondásos, még a gyógyászati célokra. A fejlesztés, a géntechnológia, a 70-es óta "viszonylag zavartalan" konszenzus az emberi csíravonalának genetikai módosítás – a gond felmerül a "játék Isten", és "designer babák" – ki határait, mondja Peter Mills, igazgatóhelyettese az Egyesült Királyságban Nuffield Tanács bioetika és a Tanács vezető genom szerkesztése. Szerint az Unesco Az emberi génállomány és emberi jogok egyetemes nyilatkozatában, csíra vonalas beavatkozások "lehet ellentétes az emberi méltóság".

A brit kormány határozat Ez lehetővé teszi a mitokondriális helyettesítő február a klinikán, mitokondriális betegségek a fejlődő embrió megakadályozására, egyfajta terápia csíravonal, volt premised alapján a kis mennyiségű mitokondrium DNS tartalmaznak található kívül a sejtmag. Nincs változás a DNS a sejtmagban, az igazi cucc, hogy tesz minket, akik vagyunk.

Crispr társ-fejlesztője Jennifer Doudna.
Crispr társ-fejlesztője Jennifer Doudna.

De is soha már kimutatták, hogy kellően hatékony vagy elég megbízható ahhoz, hogy komolyan fontolja meg emberi géntechnológia végző eszköz. Más pontos genom szerkesztési eszközök-, cink-ujj nukleáz (ZFN) Talen –, és már körül már Crispr, de sokkal könnyebb és olcsóbb a használata, a tudomány és a lehetséges alkalmazások gyorsítása. "A forradalom, az Access alkalmazásban,"azt mondja, hogy Dana Carroll, a biokémikus, a University of Utah, aki dolgozik, az eszközök. "A technológia nagyon rohamosan fejlődik."

Az esetleges módosítása az emberek fejében az egyes tudósok súlya, különösen, mivel a egy kínai könyv múlt hónapban közzétételét ami átszámítva Crispr genom-szerkesztés emberi embriók először. (A cél az volt, hogy helyes a gén hibája okozza a vér zavar béta-thalassaemia és életképtelen embriók, élve születés nem eredményező, használtak.)

Lapjában közzétett véleményét darab Tudomány márciusban, Amerikai tudósok a University of California a Crispr együttes fejlesztő Jennifer Doudna által vezetett csoport, Berkeley javasolt lépéseket tenni, hogy"erősen" bármilyen kísérlet csíravonal módosítása terápia, járna az emberi genom-szerkesztett, míg a szociális és etikai következmények tartják. Ők kérnek egy nemzetközi találkozó, hogy fontolja meg a megfelelő módon felhasználásra. "Lehetővé teszi, hogy ezt most a technológia alkalmazása oly módon, ahol az emberek lehet, hogy kényelmetlenül érzi magát nagyon előtt,"azt mondja, hogy Doudna.

A második csoport a napló írása Természet tovább ment, arra utal, a moratórium kutatás ahol emberi csírasejteket szerkesztett, mert ha ez vezethet. A holtjáték kell egy módosított emberi született lehetett, figyelmeztetnek, genom-szerkesztő terápia kialakítására felnőttek és gyermekek számára, ahol a módosításokat nem telt el, kárt. "Az emberek talán nem Taken egymástól az árnyalatok,"azt mondja Edward Lanphier, az elnök és CEO-ból Kalifornia-kiindulópontul szolgáló Sangamo Biosciences, amely folytatja a munkát.

Valóban, használ Crispr-ban nem reproduktív sejtek-szomatikus sejtek – lehet gyógyítani számos betegség. Kutatók úgy vélik, valószínű, hogy előbb a klinika. Azokat a módosításokat lehet állandó, az egyes sejtek, ezek a sejtek szaporodnak, vagy marad életben sokáig, de ők nem örökölt a jövő generációi számára. "Ez, az egyik az etikai terhek felé csíravonal módosítás lépéseket kíván közösségei,"azt mondja, hogy Dana Carroll.

A hátránya, hogy segítségével Crispr a szomatikus sejtek sokkal összetettebb: embereknek billió sejtek és számos különböző sejttípus. A genom-bütyköl gép kell szállítani a megfelelő arányban a konkrét probléma sejteket hozzanak létre egy terápiás hatás.

Eddig, Crispr túl új bármely szomatikus sejtek szerkesztő terápia beléptek a klinikai vizsgálatok. De Jennifer Doudna elvárja, hogy kezdenek néhány éven belül. "Ha jól megy, Azt hiszem, nem láthatja a jóváhagyott terápiás egy évtizeden belül," ő mondja. A laborban eközben, humán szomatikus sejtkultúrák, mind az állati modellek segítségével, kutatók kísérletezik a betegségek, beleértve a sarlósejtes vérszegénység kezelésére, súlyos kombinált immunhiányos (SCID), béta-thalassaemia, vérzékenység, izomsorvadás és a cisztás fibrózis. (Ezek egyetlen gén rendellenességek megközelítést alapul, összeadás egy új darab DNS, hogy javítsa ki a hibás gént.)

Új cégek - Editas Medicine, Crispr Therapeutics és Intellia Therapeutics - alakultak ki, engedélyezés Crispr technológia fejlesztése a szomatikus sejtek szerkesztését a klinikán. Még egyik sem jelentette be, hogy mely betegségek ők folytatják és a jogi harc körül, aki éppen a jogtulajdonos Crispr technológia dúl. De Intellia egy foglalkozik gyógyszeripari óriás Novartis összpontosítani a rák és a genetikai rendellenességek felmerülő vérsejtek.

A szomatikus sejt szerkesztési egyfajta frissítés egy korábbi technika gyógyítására egyetlen gén rendellenességek ismert génterápiás. Ez volt az első próbálták a 90-es és a hit kudarcok. De 2012 Az első génterápiás Európában - kezelésére egy olyan betegség, amelyben a személy hiányzik egy fehérje lebontásához szükséges zsírmolekulák - hagyta jóvá.

Génterápia bemutat egy egész új működő példányt a gén, amely véletlenszerűen beépíti a genom, hogy ezt a munkát a hibás az egyik. Genom szerkesztés különbözik, hogy ez pontosan cél a meglévő hibás gént a knock-out vagy korrekció. Ez azt jelenti, hogy a gén beállítás nem változik, így az orvosok nem kell aggódnia, hogy ez magában foglalja majd valahol, ami miatt más gének is véletlenül bekapcsolva, sem az, hogy a gén nem fog működni, mint a normál, például azáltal, hogy nem termel a megfelelő mennyiségű fehérje.

"Te hogy mindent természetes,"Mondta Jennifer Puck, SCID szakértő a University of California, San Francisco, aki vizsgálja a lehetséges Crispr betegség kezelésére. Hírhedten, Egy korai vizsgálatban kezelésére SCID a génterápia, A csere gént beépítették egy szerencsétlen helyen okozott leukémia öt 20 kezelt betegek. Ez a probléma javításra került, de a technika is trükkös, hogy rögtön.

Az emberi embriók a laborban.
Az emberi embriók a laborban. Fénykép: Bloomberg keresztül Getty Images

Egy komoly kihívást jelent Crispr és génterápia, hogyan lehet a gén - vagy Crispr gép - a sejteken belül. Módszerek, hogy átvéve a génterápia beágyazására és elszállítja tartományban módosított vírusok nanorészecskék. Minden még messze nem tökéletes. "Az emberek keményen dolgoznak szállítási és ez a probléma, hogy kell megoldani,"azt mondja, hogy Doudna. "De ez nem megoldott a mai."

A szállítás megkönnyítése, viszont, amikor a sejtek el lehet távolítani szerkesztésre. Miután a testen kívül azok tisztíthatjuk, tenyészetben, és ellenőrzött keresztül genom szekvenálása, hogy biztosítsák a szerkesztési sikeres volt. Ez azt jelenti, a korai klinikai hatása Crispr valószínűleg kezelésében genetikai betegségek felmerülő vérsejtek, mint amilyen a sarlósejtes vérszegénység, SCID és béta-thalassaemia. Az orvosok ügyesen kitermelése vér és a csontvelő (gazdag vér őssejtek, amelynek alapján minden más vérsejtek), szigetelő különösen sejtek manipulációjának, majd újra azokat beültető. Betegségek, ahol a sejtek nem lehet eltávolítani a kezelésre több szükséges munka. Ez magában foglalja a vérzékenység, izomsorvadás, és a cisztás fibrózis, amely túlnyomórészt merülnek fel a májban, izom és tüdő sejtek esetében.

Érzését, amit Crispr jövője lehet tartani látható a fejlődés Sangamo Biosciences, amely klinikailag kísérleti szomatikus sejt szerkesztő HIV-kezelés és hatásossági adatok várt a az év végéig. "A cél az, hogy egy funkcionális gyógyítja meg a HIV,"azt mondja Edward Lanphier. Hogy ahhoz a beteg hagyja abba az antiretrovirális gyógyszerek több éve.

A tárgyalás használja a régebbi ZFN technológia, amelyekre a társaság birtokolja a szellemi tulajdonjogok. A cél, alapján lemásolják egy ritka természetes mutáció, ami egyesek rezisztens HIV-fertőzés, az, hogy kikapcsolja a CCR5 gén a betegek T-sejtek - egy olyan típusú fehérvérsejtek fontos az immunrendszer. A gén fehérjét termeli, hogy a HIV arra használ, hogy adja meg e sejtek és fertőznek.

A ZFNs kerülnek dolgozni a testen kívül a sejtek kivont a beteg vérében. A szerkesztett sejtek kerülnek vissza, abban a reményben, hogy létrehozza a lakosság HIV-rezisztens T-sejtek felvehetik a harcot a vírus. Csakúgy, mint a Crispr, az egyedi tervezésű ZFNs, ami jön, mint egy pár, a fehérje szerkezete molekulák cinket tartalmazó hol az irányadó, a DNS-t egy precíz elhelyezés-a CCR5 gén – előtt a cella természetes vágott, de pontatlan javítási folyamat nyalánkság-ban, kiütötte a gén. "Ez tényleg azt mutatja, a hatalom, a megközelítés kezelésére betegség,"azt mondja, hogy Jennifer Doudna.

Közben, hogy az emberi csíra vonal szerkesztés van-e bármilyen klinikai jövő függ lét képes-hoz csinál ez pontosan és biztosan elég, és azt is, hogy a társadalom tartja elfogadhatónak. A következtetés az volt, hogy a kínai tanulmány még mindig jelentős technikai kihívást kell megoldani, hogy klinikai alkalmazása Crispr szerkesztésre embriók lehetséges. Problémák az "off-target" hatás, ahol a DNS-t is snipped helyeken nem kellene, és a "genetikai mozaicizmus", ahol az eredmény keveréke módosított és nem módosított sejtekben. ennek ellenére, sokan úgy gondolják, a dolgok javulni fognak, több kutatás. Ez nem elég biztonságos még, mondja Robin Lovell-Badge, a kutató, aki tanulmányait a csírasejt biológia Francis Crick Intézetben, de "ez lesz, hogy ott elég hamar".

Milyen konkrét terápiás használja is bevezethető? A Lovell-jelvény nem sok. Pre-implantációs genetikai diagnózis (PGD) – kiválasztja azokat, amelyek nem hordoznak bizonyos betegségek kockázatainak embrió szűrés – már szerepel a használatát, beleértve a BRCA1 gén genetikai feltételek hosszú listáját, rámutat arra. De azt elismeri, hogy Crispr is megvan a helye, ha több embrió érint, ilyen, mint a férfiak, akik a terméketlen vagy termékeny Al miatt az Y kromoszóma mutációk. Bármely hímivarú embrió (IVF által termelt) is lesz, hogy azonos mutáció.

Viszont, mások: a tágabb használata. Ellentétben a embrió szűrés, csíra-line szerkesztő nem igényel több embrió, néhány párok, amelyek nem rendelkeznek. Úgy tudtam foglalkozni könnyen több genetikai feltételek, ahol a megállapítás nem befolyásolja az embrió kihívást jelent. És ez nem jár, eldob bármilyen embriók, ahol néhány ember úgy érzi, kényelmetlen. "Van egy érv a genom technika az embriók, a gének, amelyek egyértelműen a betegség hajlamosít javítás,"azt mondja, hogy Perry.

Néhány ember talán még szerintem fontos, hogy Crispr, hogy jobb ember, nem csak a szerződési bélyegző, betegség. Vannak olyan gén változatai, mely extra erős csontok, alacsony az Alzheimer-kór kockázatát vagy vírusos ellenállás, mint például a HIV. Azon túl, hogy, Mi a helyzet a erősítés mint élnek, jobb megismerése, vagy a megváltozott fizikai tulajdonságok? "Biztos vagyok benne vannak olyan tágabb értelemben vett emberi tulajdonságokkal, hogy az emberek szeretnék, hogy képes legyen modulálja,"azt mondja, hogy Dana Carroll. De ő hozzáteszi, hogy jelenleg e fajta több genetikai vonások szerkeszteni, mert azt nem teljesen értem hogy alapon nehezen lehetne, nem is beszélve, mi nem szándékolt következményei vezethet.

Az Egyesült Királyságban van egy óvatosan fokozatos szabályozási rendszer, amely vonatkozik az emberi csíra-vonal szerkesztés végbement. Minden kutatás csírasejteket kell lenni engedélyezett az emberi trágyázás és Embriológiai hatóság (HFEA). Parlamenti jóváhagyásra lenne szükség gyógyászati használatra. Szerint használ jelenleg folyik az Egyesült Királyságban a HFEA által biztosított humán embriók kutatási projektek listája, egyik sem úgy tűnik, hogy genom szerkesztése. De Lovell-jelvény azt mondja, hogy ismeri a "több csoport" érdekelt-ban használ "néhány alapvető kutatási kérdések megválaszolására" Nagy-Britanniában. (Eközben a fő állami finanszírozói, a kutatás, az USA-ban – a NIH – azt mondja: Ez nem alap a gén-szerkesztési technológiák használata az emberi embriók.)

Lehetséges, hogy a konszenzus ellen módosítja az emberek lehet megváltoztatni, mondja Peter Mills, hozzátéve, hogy a Nuffield Tanács azt tervezi, a jelentés, hogy fontolja meg az etika az emberi csíra-vonal szerkesztés. Ott volt egy új társadalmi megértés elérte az Egyesült Királyságban, a mitokondriális határozat; egyszerűen kiválasztja a humán embriók módosíthassák őket-ból. "Tudod kezelni [nukleáris DNS] mint egy határt, hogy nem több, vagy egy küszöb, hogy nagyon óvatosan átlép,"azt mondja:.

Ha meg lehet tenni, pontosan és biztonságosan, emberi csíra-line terápia Doudna azt mondja, ő természetesen nyitva áll a lehetőség. "Az emberek kap kényelmes, technológiák," ő mondja, hivatkozva, hogy idővel társadalom lesz nyugodt arról, hogy az IVF. "Azt gyanítom, ez lesz ugyanaz."

guardian.co.uk © Guardian News & Media Limited 2010

Megjelent keresztül Guardian News Feed bővítmény A WordPress.

Kapcsolódó cikkek