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基因编辑:天使还是魔鬼

文章作者:优博时时彩平台开户发布时间:2019-12-06浏览次数:1795

CRISPR技术的快速发展使“定制婴儿”等问题比以往任何时候都更加紧迫。特定人群的永久遗传“增强”可能导致社会不公正并可能被强制执行。

这是一场可以与气候变化相比较的辩论。所涉及的技术可以治愈许多重大疾病,包括抑郁症和艾滋病,但它也引起了人们的担忧,它将给人类带来前所未有的灾难。这种技术被称为“基因编辑”。

基因编辑技术,或者更确切地说,短回文(“CRISPR”)的定期聚类,其基本原理来自细菌对抗病毒的机制。它已被证明仅在三年前对人体细胞有用,但它已经发展得如此之快,以至于即使是这一领域的科学家也认为跟上最新发展是一项艰巨的任务。

2015年12月初,世界顶级遗传研究领域的学者齐聚华盛顿参加为期三天的人类基因编辑国际峰会。在会议上,学者们探讨了“基因编辑”革命性技术带来的科学,伦理和监管问题。这使基因编辑在短短八个月内第三次成为国际热门话题。

早些时候,2015年4月,中山大学的生物学家宣布了人类胚胎的第一次基因改造,这引起了科学界的轩然大波。

10月,联合国教科文组织在巴黎召开了一次研讨会,与会者包括科学家,哲学家,律师和政府官员,他们呼吁在安全性和有效性得到证实之前禁止人类种系基因。联合国教科文组织国际生物伦理委员会在一份声明中表示,人类基因组中的干预措施只能用于预防,诊断或治疗目的,不能用于改造后代。他们指出,后者将“放在所有人的固有和平等的尊严处于危险之中,并会改写优生学。“

在华盛顿会议后发表的声明中,与会者表示“任何生殖细胞的基因编辑的临床应用是不负责任的”,并且“任何临床试验必须在适当的监督下进行”。

在12月5日英国杂志“0x9A8B”上发表的一篇社论中,华盛顿峰会的参与者是那些宣传阿什洛马会议的人,希望他们“从历史经验中学习”。

十字路口

1975年,来自世界各地的150多位着名生物学家在美国加利福尼亚州的Asilomar召开了一次会议,讨论DNA重组技术的生物安全性。

那时,DNA重组技术刚刚兴起。科学家成功地将两种不同物种的DNA连接起来。通过这种方式,在哺乳动物中合成胰岛素的基因可以转移到细菌中,细菌可以通过细菌的快速繁殖产生和提取丰富的胰岛素。

然而,该技术还可能将其他物种的基因引入哺乳动物甚至人类细胞,这引起了科学界对人类遗传基因人工修饰的关注。通过Asiloma会议,科学家们制定了重组DNA实验研究的指南,并就暂停或严格禁止的一些实验达成了共识。

现在,基因工程已经走到了一个新的十字路口。

简而言之,最新的基因编辑技术可以准确地改变人类DNA。它可以“关闭”某些基因并为人们添加特定的基因。这种技术过去常见于科幻电影中。尽管人类DNA的人工修饰在现实中一直是新鲜事物,但从未有过像CRISPR那样能够准确有效地完成这项任务的技术。

首先,使用无害病毒,将引导RNA,切割蛋白和替代DNA引入细胞中。然后,将引导RNA和切割蛋白附着于靶DNA。裂解蛋白切割DNA的双链,细胞本身的DNA修复机制启动DNA的修复,并将DNA片段作为替代物插入原始DNA中。以这种方式,完成了基因的修饰。

在实验室中,使用传统的DNA同源重组技术构建敲除小鼠不仅麻烦,昂贵,而且还需要1 - 2年。 CRISPR技术的使用成本较低,只需要最基本的分子生物学工具即可在短短三个月内完成基因敲除。

自2012年CRISPR技术发布以来,科学家们利用这项技术为人类健康和疾病治疗领域带来了许多好消息。实验表明,使用CRISPR技术敲除感染动物细胞的乙型肝炎病毒中的致病基因可有效杀死乙型肝炎病毒,这为乙型肝炎的完全治疗带来了希望。细菌耐药性是一个难以克服的障碍。人类在细菌的过程中克服。然而,使用CRISPR技术敲除赋予细菌抗性的基因可以大大提高抗生素的有效性。

由于CRISPR技术的快速,廉价和广泛性质,至少有四家基因编辑公司已开始研究将CRISPR技术转化为临床治疗方法,如盖茨基金会和谷歌风险投资公司。也参与其中。

随着CRISPR技术的发展,越来越多的人意识到它不仅可以用于转化病毒,细菌和普通哺乳动物的细胞,而且可以通过CRISPR编辑人类基因组。《新科学家》2015年3月5日发表了一篇评论文章《麻省理工技术评论》,其中提到科学家们已经发明了编辑人类胚胎基因的技术,以及我们是否应该停止其发展。

人们担心该技术可能导致“定制婴儿”。在婴儿出生之前,可以根据需要修改其基因。可以消除父母的一些遗传性疾病,但另一方面,可以添加父母缺乏的基因。从理论上讲,这可能会改变孩子的头发颜色,肤色,甚至智商。而且,这些遗传修饰很可能是遗传的,最终的影响是不可预测的。

2015年4月18日,中山大学生物学副教授黄军发表了一篇关于蛋白质和蛋白质的论文。 Cell,首次报道了人类使用CRISPR技术。已经研究了类胚细胞用于基因编辑以修复地中海贫血B的缺陷基因并探索将来治疗一些遗传性疾病的可能性。到目前为止,人类胚胎遗传编辑的假设已经成为一个事实。

法国微生物学家,CRISPR技术的发现者之一Emmanuelle Charpentier说,“这一发现有点突然”。与此同时,她并没有预料到这项技术会引起很大的争议。

基因编辑技术甚至可以导致新物种的诞生。 (南方周末信息地图/地图)

门没有完全关闭。

“我希望人们不会追求利用这项技术改变人类特征的想法。” “当它被用于治疗和预防目的时,而不是用于制造可以在人类遗传的特性,讨论的焦点将是对于某些疾病,也许胚胎基因编辑是一种思考方式,”Capentier最近说。

“当时,问题在于社会是否想采取这一步骤。”她继续说道,“我在哲学和社会学方面都有很多疑问。”

参加华盛顿会议的学者们也达成了共识,他们在宣布“生殖系基因编辑带来了许多重大问题”中表示。

他们的恐惧包括基因编辑过程中的“脱靶效应”,即实际变化的基因不是由实验者预先设定的。学者们还指出,“考虑到与其他遗传变异和环境的相互作用,很难预测人口中遗传变化的有害影响。”

“一旦将遗传(遗传)修饰引入人群,遗传变化将难以消除,并且不会局限于任何一个社区或国家。”参加会议的12人在一份声明中说,“对于特定群体人进行永久遗传“增强”可能会导致社会不公正,并可能被迫使用。“

在会议期间,科学家确实探索了使用遗传编辑技术“增强人类”的可能性。它能改变人类对疾病的抵抗力或提高人类大脑的认知能力吗?参与的科学家认为,人们对基因在人类认知和许多其他特征中的作用知之甚少。

“结论是存在敬畏。在我们对人类基因库进行任何永久性改变之前,我们应该非常谨慎。”麻省理工学院Baldor研究所的Eric Lander这么说。

在最近的一次大讨论中,科学家们没有要求在基础研究水平上全面禁止人类胚胎和生殖细胞的基因编辑。他们认为基础研究的意义非常深远。

与会者在声明中指出,不应暂停或终止加强遗传编辑技术的基础和临床前研究,但应在适当的法律和道德监督下继续进行。一些正在研究这种疾病的科学家担心,对基因编辑技术的过多限制将影响治愈疾病的进展。

简而言之,科学家们有两个用于人类基因研究的禁区。一个是不允许进行非治疗性生育筛查,另一个是不允许进行遗传编辑的遗传编辑。华盛顿会议的与会者特别提到,遗传编辑的早期人类胚胎或生殖细胞不应用于怀孕目的。然而,该声明还指出:“随着科学知识的进步和社会理解的发展,应定期重新评估生殖细胞编辑的临床应用。”

“我们不想立即关闭这扇门,”加州大学伯克利分校的生物化学家Jennifer Doudna说。

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