基因編輯技術的爭議停不下來,科學家開始研究逆轉方法

2020-12-04 好奇心日報

基因編輯帶來的倫理與生理風險都還不可控,試圖加入研究的人卻越來越多。由於設備價格越來越便宜、掌握基因編輯技術專業知識的人越來越多(其中以 Crispr-Cas9 技術的普及程度最高),民間科學家正在試圖通過各種意想不到的方式來重新設計 DNA。

科學界最近對基因編輯技術應用擔憂的討論始於 2018 年 11 月中國科學家賀建奎公布的一項充滿爭議的實驗。

今年 3 月,知名學術刊物《自然》發表了一篇由來自 7 個國家的 18 名科學家和生物倫理學家共同署名的評論文章,呼籲全球「暫停」人類生殖細胞系基因組編輯(即改變精子、卵子或胚胎中的遺傳物質)的臨床使用。

隨後,在瑞士日內瓦的一場會議上,一個由 18 名研究人員和生物倫理學家組成的世界衛生組織國際專家委員會建議世衛組織目前「亟需」建立一套透明的全球登記體系以記錄所有與人類基因組編輯有關的實驗。

還有一批科學家則開始研究,有沒有什麼方法可以阻止它?

來自哈佛醫學院的研究者 Amit Choudhary 今日公布了一項研究,宣布發現了兩個新的分子,能夠識別並綁住 DNA,Choudhary 表示這能幫助科學家在幾分鐘內就停下基因編輯的傳播。

你可以將這種方法理解成尋找一個「開關」的過程,即使未來基因編輯技術被製成類似藥丸一樣的武器(此前蓋茨與梅琳達基金會資助了一個讓母蚊子自 11 代後開始不育的基因編輯技術,被編輯後的蚊子會將 DNA 傳承給整個族群),科學家就是在找一種能夠「關掉」基因編輯過程的按鈕。

CRISPR 技術本身就來自於細菌世世代代與病毒對抗中進化出的免疫功能——過往的病毒將基因重複遺留在細菌的 DNA 鏈上,形成細菌的「記憶」,在病毒再次入侵時,指引酶等工具來消滅它。

等到病毒再次入侵並嵌入基因時,CRISPR 就能憑藉此前的記錄,引導相關的蛋白(CRISPR associated,Cas)把外來的基因切除掉,從而解決掉入侵的病毒。

科學家們利用了 CRISPR 精準切割的這個特性,對它重新編程,使之能切割任何生物的任何 DNA,達到人為編輯基因的目的,以改變生物原有的遺傳特性、獲得新性狀。

早就有科學家開始尋找「反 CRISPR(anti-CRISPRs)」分子——那些在進化中能夠精巧地調整 CRISPR 的酶。

最早的反 CRISPR 分子於 2013 年被多倫多大學的一名學生 Joseph Bondy-Denomy 發現。他在研究中發現一些特定的噬菌體對 CRISPR 有抵抗作用——你可以將它理解成針對 CRISPR 的抗體。這名學生目前已經是加州大學的教授,也繼續從事為基因編輯尋找開關的研究。

加州大學教授、基因治療法 CRISPR-Cas9 聯合發明人詹妮弗·杜德納(Jennifer Doudna)從 2016 年就開始研究這個問題,她擔心基因編輯會帶來像原子彈一樣的後果,在一朵巨大的蘑菇雲中讓世人知道它的威力。在著作《創造的裂縫(A Crack in Creation)》中她寫道:「在大災難發生之前,我們這些關心這個問題的科學家能否阻止它發生?」

相比起研究 CRISPR 技術的科研力量,研究如何抵抗、停止 CRISPR 的要少得多。但是目前已經有超過 40 個反 CRISPR 分子被發現,其中大部分都來自杜德納的實驗室。

Choudhary 新發現的這兩個分子的意義在於,它們比之前發現的那些分子都小,Choudhary 稱更小的抑制劑能夠在引發免疫反應之前更快起效,從而達到「關閉開關」的作用。但是研究目前也仍然處於非常早期的階段,下一個階段 Choudhary 及團隊將研究這兩個分子是如何抑制 CRISPR 的活動,以及驗證具體的抑制過程在生物體中是否安全。

這項研究已經發表在《細胞》雜誌上。

題圖來自 NunoRibeiroon Visualhunt /CC BY-NC

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