CRISPR: tai gera idėja, kad "patobulinti" savo DNR?

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

Powered by Guardian.co.ukŠis straipsnis pavadinimu “CRISPR: tai gera idėja, kad "patobulinti" savo DNR?” buvo parašyta Zoe Corbyn, The Observer sekmadienį 10 Gegužės 2015 06.30 UTC

Pernai Tonis Perry tapo pelėms, kad būtų buvę rudos kailinių augti balta, o ne. kad Peris, molekulinės embriologijos tuo Bath universiteto, nežymiai jų kailio spalva nėra nauja - mokslininkai buvo padaryti vadinamąsias grandininį iš pelių, kai tam tikri genai yra išjungtas, nes technika buvo išrastas 1989. Tai yra ilgas ir sudėtingas procesas, kuris apima derinant vienetų DNR embrioninių kamieninių ląstelių ir pelės veisimui.

bet Peris, kas išleido savo tyrimą gruodį, nebuvo naudoti šį metodą. Vietoj jis naudojamas naują genomo redagavimo technologija, kuri ėmėsi mokslinio pasaulio audros, nes jis buvo Pirmoji sukurta iš bakterijų imuninei sistemai į 2012, ir įrodyta, kad darbas žmogaus ląstelių į 2013.

Galingas įrankis, žinomas kaip Crispr, leidžia tiksliai ir lengvai manipuliavimo i DNR bet ląstelės branduolys. Padaryti spermos manipuliacijas, kiaušinių arba su vieno langelio embrionų, kuris yra tik apie pradėti pakartoti savo DNR, ir jie gali tapti nuolat uždaromos vadinamosios gemalų linija, būti paveldėjo ateities kartoms. Naudojant šią procedūrą gemalo linija, Peris inaktyvuotas pagrindinį geną pelių kailio spalvos.

Bet Perry darbas pridėjo unikalų klestėti. Jis padarė redagavimą ne vieno ląstelių pelės embriono - kuris kaip dauguma gyvūnų gemalo linija Taisomas Crispr buvo padaryta iki šiol, - bet anksčiau, apvaisinimo proceso metu, įpurškiant į Crispr komponentus ir pelės spermos į pelės kiaušinio tuo pačiu metu. Tai tas pats metodas - Intracitoplazminė spermatozoido injekcija (ICSI) - Plačiai naudojamos IVF. Ir tai dirbo. "Tai ar analogiški metodai gali vieną dieną leistų žmogaus genomo taikymą arba redagavimo metu labai ankstyvoje kūrimo,"Pažymi, paskelbtas žurnale popierius moksliniai pranešimai. Jei žmogaus gemalo linija redagavimas kada nors būti naudojamas kliniškai, įtraukti Crispr į ICSI etapo IVF, kaip ji gali būti.

Tai perspektyva tantalises Perry, nes ji kelia generuoti palikuonių galimybę, kad gabenti arba jokios rizikos arba mažesnį pavojų kai kurių genetinių ligų. Peris rodo, kad vieną dieną gali būti įmanoma ištaisyti žalingą mutacija BRCA1 geno ir sustabdyti kažkas paveldi tą polinkį į krūties vėžio. "Jūs galėsite išnaikinti iš savo palikuonių," jis sako.

Crispr gali būti suvokiami kaip molekulinių žirklės vadovaujasi satnav pora. Žirklės yra DNR-pjovimo fermentas; jie akiplėša ne tiksliai taškas į ląstelės DNR mokslininkai detalizuojamos naudojant individualų instrukciją molekulę, vienas trumpas gabalas RNR, NKKD cheminės pusbrolis. DNR-pjovimo fermentas yra žinomas kaip Cas9, taigi technika dažnai parašyta Crispr-Cas9.

Genomo redagavimas atsiranda kaip ląstelių skuba natūraliai remontas pertrauką padarytą žirklės. Ląstelės remontas dažnai yra netiksli pakankamai geno, kuris buvo sumažinti išlaikyti darbo ir genas faktiškai iškrenta arba išjungtas. Daugiau sudėtinga atlikti, nors tikslesnis, genai taip pat gali būti pataisyta arba pridėtas visiškai naują genai, jei naujas gabalas DNR yra įtrauktas kartu su Crispr technika. Jis tampa lopas ląstelinės remonto metu.

Gemalų linija genomo redagavimo labai prieštaringas, net medicinos tikslams. Nuo genų inžinerijos plėtros 70s ten buvo "gana ramiai" sutarta, kad žmogaus gemalo linija genetinė modifikacija - su rūpesčių jame keliamų apie "žaisti Dievą" ir "dizaineris kūdikiai" - yra išjungtas ribų, sako Petras Mills, direktoriaus pavaduotojas JK Nuffield Tarybos bioetikos ir Tarybai pirmavo nuo genomo redagavimo. Pasak UNESCO Visuotinės deklaracijos dėl žmogaus genomo ir žmogaus teisių, gemalų-line intervencijos "galėtų būti nesuderinama su žmogaus orumu".

JK vyriausybė sprendimas šių metų vasarį leisti mitochondrijų rungtynių klinikoje išvengti embrionus kurti su mitochondrijų ligų, iš gemalų eilės gydymo forma, buvo pagrįsta tuo pagrindu, kad nedidelis kiekis DNR mitochondrijų sudėtyje randama ne ląstelės branduolyje. Nėra modifikacija į branduolio DNR, nekilnojamojo stuff, kad daro mums, kas mes esame.

Crispr bendrai kūrėjas Jennifer Doudna.
Crispr bendrai kūrėjas Jennifer Doudna.

Bet ten taip pat niekada anksčiau nebuvo įrankis parodė, kad nepakankamai veiksmingas arba pakankamai patikimas rimtai apsvarstyti atliekant žmogaus genų inžinerijos. Kitos tiksli genomo redagavimo įrankiai - cinko pirštų Nuclease (ZFN) ir Kalbos - buvo maždaug ilgiau, bet Crispr yra daug lengviau ir pigiau naudoti, spartinti mokslo ir galimas programas. "Revoliucija yra prieigos,Sako Dana Carroll, ne iš Jutos universiteto biochemikas, kuris dirba gerinant įrankiai. "Ši technologija vystosi labai greitai."

Už keičiančių žmonių potencialas sveria apie kai kurių mokslininkų protus, ypač nuo Leidinyje praėjusį mėnesį iš Kinijos popieriaus kuris pranešė, naudojant Crispr į genomą-Edit žmogaus embrionus pirmą kartą. (Buvo siekiama ištaisyti genų defektą, kuris sukelia kraujo sutrikimas beta talasemija ir negyvybingų embrionų, kuris negalėjo lėmė gyva gimimo, buvo naudojami.)

Nuomonėje gabalas paskelbti žurnale Mokslas Kovą, Daugelis iš mūsų mokslininkų grupė vadovaujama Crispr bendrai kūrėjas Jennifer Doudna iš Kalifornijos universiteto, Berkeley būti imtasi rekomenduojamus veiksmus, "stipriai atgrasyti" bet ne gemalų eilutės modifikavimo terapijos bandymai, kad duotų genomo redagavo žmones, o socialiniai ir etiniai pasekmės yra laikomos. Jie ragina surengti tarptautinę posėdyje apsvarstyti tinkamiausią būdą naudoti. "Leidžia tai padaryti dabar, kol ši technologija yra taikoma tokiais būdais, kuriais žmonės gali jaustis labai nepatogu apie,Sako Doudna.

Antroji grupė raštu žurnale gamta ėjo toliau, rodo moratoriumą tyrimų kur žmogaus lytinių ląstelių redagavo dėl baimės, kur ji gali sukelti. Netiesiogines pasekmes turėtų modifikuota žmogaus gimti galėjo, jie įspėja, žala darbas plėtoti genomo redagavimo terapija suaugusiems ir vaikams, kai pakeitimai nėra perduodami. "Žmonės gali ne prizas, be niuansų,"Sako Edwardas Lanphier, prezidentas ir generalinis direktorius Kalifornijoje įsikūrusi Sangamo biomokslų, kuri siekia, kad darbas.

Iš tikrųjų, naudojant Crispr ne lytinių ląstelių - somatinių ląstelių - gali išgydyti daug ligų. Mokslininkai įsitikinę, kad tai gali padaryti jį į kliniką kuo greičiau. Tokie pakeitimai gali būti nuolatinis, kad individo ląstelių, kiek tos ląstelės dauginasi ar likti gyvas ilgai, tačiau jie nėra paveldėjo ateities kartoms. "Tai neturi jokių etinių naštos šie žingsniai gemalų-line modifikacijos būtų prisiimti,Sako Dana Carroll.

Neigiama yra tai, kad naudojant Crispr nuo somatinių ląstelių yra daug sudėtingesnis: žmonės turi trilijonus ląstelių ir daugelio skirtingų tipų ląstelių. Genomo-skardinimo mašinos turi būti pristatytas į pakankamai proporcingai konkrečių probleminių ląstelių pareikšti apie gydomąjį poveikį.

Iki šiol, Crispr per nauja bet somatinių ląstelių redagavimas terapija įvedėte klinikinius tyrimus. Bet Jennifer Doudna tikisi, kad jie pradės per kelerius metus. "Jei jie eina gerai, Manau, mes galime pamatyti, patvirtintus terapija per dešimtmetį," ji sako. Laboratorijoje, tuo tarpu, naudojant tiek žmogaus somatinių ląstelių kultūras ir gyvūnų modelius, Mokslininkai eksperimentuoja su gydančių ligas, įskaitant pjautuvinė anemija, sunkus kombinuotas imunodeficitas (SCID), beta talasemija, hemofilija, raumenų distrofija ir cistinė fibrozė. (Už šių vienkartinio genų sutrikimų metodas yra paremtas pridedant naują gabalas DNR ištaisyti klaidingas geną.)

Naujos įmonės - Editas Medicina, Crispr Terapija ir Intellia Terapija - buvo pastatyti, licencijavimo Crispr technologiją plėtoti somatinių ląstelių redagavimą už kliniką. Nėra dar paskelbė kurių ligų jie vykdo ir juridinis mūšis aplink, kas tiksliai priklauso teises į Crispr technologijų juostų. Bet Intellia turi susidoroti su farmacijos milžinės "Novartis" sutelkti dėmesį į vėžio ir genetinių sutrikimų atsiranda kraujo ląstelių.

Somatinių ląstelių redagavimas yra atnaujinti į ankstesnį technika Rūšiuoti gydant vieną genų sutrikimai žinomas kaip genų terapija. Tai buvo pirmą kartą pabandė 90s ir paspauskite nesėkmių. tačiau 2012 pirmasis genų terapija Europoje - gydyti ligai, kurią asmuo trūksta baltymą, reikalingą suskaidyti riebalų molekules - buvo patvirtinta.

Genų terapijos pristato visiškai naują darbo kopiją geno, kuris atsitiktinai apima į genomą padaryti reklamacijos vieną darbą. Genomo redagavimas skiriasi tuo, kad ji tiksliai nukreipta į esamą ydingą geną Knock-out ar korekcijos. Tai reiškia, kad genas nuostata nekeičia, todėl gydytojai nei jaudintis, kad jis bus įtraukti kažkur, kad priverčia kitus genus būti netyčia įjungtas, nei, kad genas, neveiks kaip įprasta, pavyzdžiui, ne gaminti tinkamą kiekį baltymų.

"Jūs laikome viską gamtos,Sako Jennifer Puck, SCID ekspertas, Kalifornijos universiteto, San Franciskas, kas tyrinėti Crispr potencialą gydyti ligą. Gerai žinoma,, ankstyvojoje tyrimo gydyti SCID naudojant genų terapija, pakeitimo genas įtrauktas į nesusiklosčiusios vietą ir sukelia Leukemija penkiose iš 20 pacientams, gydytiems. Ši problema buvo išspręsta, bet technika vis dar gali būti sudėtinga gauti teisę.

Žmogaus embrionai laboratorijoje.
Žmogaus embrionai laboratorijoje. Nuotrauka: "Bloomberg" per Getty Images

Vienas iš uždavinių dalijasi Crispr ir genų terapija yra kaip gauti geną - ar Crispr technika - ląstelėse. Metodai būtų priimtas nuo genų terapijos hermetyzacji ir pristatyti jį svyruoja nuo modifikuotų virusų nanodalelių. Visi yra dar toli nuo tobulybės. "Žmonės dirba sunkiai pristatymo ir tai yra problema, kad bus išspręsta,Sako Doudna. "Bet tai nėra išspręsta šiandien."

Pristatymas yra lengviau, tačiau, kai ląstelės gali būti ištrintas redagavimo. Kai už kūno ribų, jie gali būti gryninamas, išplėstas kultūros, ir patikrinta per genomo sekvenavimo užtikrinti redagavimą buvo sėkminga. Tai reiškia, kad anksti klinikinio poveikio Crispr gali būti gydant genetines ligas, kylančias kraujo ląstelių, tokių kaip pjautuvinė anemija, SCID ir beta talasemija. Gydytojai sugeba gavybos kraujo ir kaulų čiulpų (daug kraujo kamieninių ląstelių, kurios kelia visų kitų kraujo kūnelių), izoliuoti ypatingų ląsteles manipuliavimo, ir vėl implantuoti juos. Ligos, kai ląstelės negali būti pašalintas už gydymą reikės daugiau dirbti. Tai apima hemofilija, raumenų distrofija, ir cistinės fibrozės, kurios daugiausia kyla kepenyse, raumenų ir plaučių ląstelės atitinkamai.

A kas gali turėti Crispr ateitis jausmas gali būti vertinamas atsižvelgiant į Sangamo biomokslų pažangos, kuris yra kliniškai trialling somatinių ląstelių redagavimo terapiją ŽIV su veiksmingumo duomenimis numatomas iki metų pabaigos. "Mūsų tikslas yra turėti funkcinį neišgydo ŽIV,"Sako Edwardas Lanphier. Tai tegul pacientas nebevartokite antiretrovirusinių vaistų už keletą metų.

Tyrimas naudoja senesnius ZFN technologijos, už kurias įmonė turi intelektinės nuosavybės teises. tikslas, remiantis atkartojantis retas natūraliai mutacija, kuri leidžia kai kurie žmonės atsparūs ŽIV infekcijos, yra išjungti CCR5 geną pacientų T-ląstelių - baltųjų kraujo kūnelių svarbus imuninei sistemai. Kad genas gamina baltymą, kad ŽIV naudoja įvesti šias ląsteles ir sukelti infekciją.

Į ZFNs yra įdėti dirbti ne kūno ląsteles išgauti iš paciento kraujyje. Redaguota ląstelės yra grąžinami į sukuriant ŽIV atsparių T-ląstelių populiaciją, kuri gali kovoti su virusu vilties. Kaip ir su Crispr, Specialiai sukonstruota ZFNs, kurie ateina kaip pora, kur baltymas struktūra, turinti cinko molekules daro kreipiamojo, sumažinti į nurodytą vietą DNR - CCR5 genų - prieš ląstelių gamtinių bet netikslių remontas proceso juntamas, barbenimas iš geną. "Tai tikrai parodo požiūrį galią gydyti ligas,Sako Jennifer Doudna.

tuo tarpu, ar redaguoti žmogaus lytinių ląstelių linijos turi bet klinikinė ateitis priklausys nuo sugebėjimo daryti tiksliai ir pakankamai saugiai, ir ar visuomenė mano, kad priimtinas. Iš Kinijos tyrimo išvada buvo ta, kad vis dar yra didelių techninių problemų, kurias reikia išspręsti prieš klinikinį taikymą Crispr redaguoti embrionų įmanoma. Problemos yra "Off-Target" poveikį, kur DNR taip pat susmulkintų vietose ji neturėtų būti, ir "genetinis mosaicism", , kai rezultatas turi modifikuotų ir nemodifikuotų ląstelių mišinį. Tačiau, daugelis mano, kas pagerins daugiau tyrimų. Tai nėra saugu dar pakankamai, sako Robin Lovell-ženkliukas, tyrėjas, kuris studijuoja gemalų ląstelių biologijos Francis Crick instituto, bet "ji ketina ten gana greitai".

Kokių konkrečių terapiniai panaudojimai gali būti numatyta? Dėl Lovell-ženklelis nėra daug. Prieš implantaciją genetinė diagnozė (PGD) - embrionas atrankos pasirinkti tuos, kurie nesinešioja tam tikrų ligų riziką - jau naudojamas ilgą sąrašą genetinių sąlygas, įskaitant BRCA1 geno, Jis atkreipia dėmesį į. Tačiau jis pripažįsta, Crispr gali turėti vietą, kai veikia keli embrionai, pavyzdžiui, vyrų, kurie yra nevaisingi arba sub-derlingos nes mutacijų dėl Y chromosomos atveju. Bet vyrai embrionai (gaminamas IVF) taip pat turės tą patį mutacija.

Tačiau, kiti mato platesnį. Skirtingai nuo embrionų atranka, gemalų linija redagavimas nereikalauja daug embrionus, kurios kai kurios poros neturi. Tai gali spręsti lengvai su keliais genetinių sąlygas, kur rasti nepaveiktose embrionus yra iššūkis. Ir tai nebūtų susiję su išmesti visus embrionus, kurios kai kurie žmonės jaučiasi nepatogiai su. "Yra už genomo inžinerijos embrionų argumentas remontas genus, kurie aiškiai salygoja ligos,Sako Perry.

Kai kurie žmonės gali net galvoti, kad svarbu naudoti Crispr padaryti geresnius žmones, ne tik Preemptively likviduoti ligą. Yra genų variantai, kurie suteikia itin stiprius kaulus, mažas Alzheimerio rizikos ar virusinė atsparumas toks, kad ŽIV. Negana to, Ką apie priedus, pavyzdžiui, gyvena ilgiau, patobulinta pažinimas, arba pakeisti fizinius ligos požymius,? "Aš esu įsitikinęs, kad yra platesni žmogaus savybės, kad žmonės norėtų, kad būtų galima moduliuoti,Sako Dana Carroll. Tačiau jis priduria, kad šiuo metu tie rūšies kelių genetinių bruožų būtų sunku redaguoti, nes mes ne iki galo suprasti jų pagrindą, jau nekalbant apie tai, ką nenumatytų pasekmių gali sukelti.

Jungtinė Karalystė turi atsargiai palaipsniui reguliavimo sistemą, kuri būtų taikoma, pokyčius žmogaus gemalo linijos redagavimo. Bet tyrimai lytinių ląstelių turi būti licencijuota Žmogaus apvaisinimo ir embriologijos tarnyba (HFEA). Parlamento pritarimas būtų reikalingas terapiniam naudojimui. Pagal mokslinių tyrimų projektus, naudojant žmogaus embrionus Šiuo metu atliekamas Jungtinėje Karalystėje sąrašą, numatytą pagal HFEA, nė rodomas įtraukti genomo redagavimą. Bet Lovell-ženkliukas sako jis žino "kelių grupių" Didžiojoje Britanijoje domisi naudojant jį "atsakyti į kai kuriuos pagrindinius tyrimo klausimus". (Tuo tarpu pagrindinis viešojo finansuotojai tyrimų JAV – NIH – sako jis nebus padengti jokių genų redagavimo technologijas žmogaus embrionų.)

Tai įmanoma sutarimas su keičiančių žmonių galėtų pakeisti, sako Petras Mills, pridurdamas, kad Nuffield taryba planuoja ataskaitą atsižvelgti į žmogaus gemalo linijos redagavimo etiką. Ten buvo naujas socialinis suvokimas pasiekė Jungtinėje Karalystėje su mitochondrijų sprendimą; pereita nuo tiesiog pasirinkdami žmogaus embrionus juos pakeisti. "Jūs galite gydyti [branduolinės DNR] kaip riba, kad jums nereikia kirsti ar ribos, kad jūs labai atidžiai peržengti," jis sako.

Jei tai galima padaryti tiksliai ir saugiai, žmogaus gemalo linija terapija yra galimybė Doudna sako ji tikrai yra atvira. "Žmonės gauti patogi su technologijų," ji sako, Cituojant kaip laikui bėgant visuomenė tapo atsipalaidavęs apie IVF naudoti. "Įtariu, tai bus tas pats."

guardian.co.uk © globėjas Naujienos & Media Limited 2010

Paskelbta per Globėjas Naujienų įskiepiai WordPress.