Dmitry Madera - หัวหน้าภาควิชาอณูพันธุศาสตร์ที่ BIOCAD อาจารย์อาวุโสที่ SPUFU, Ph.D.
ในปี 2545 เขาสำเร็จการศึกษาจากคณะชีววิทยามหาวิทยาลัยมอสโกสเตทเอกวิชาพันธุศาสตร์ เขาปกป้องวิทยานิพนธ์ของเขาสำหรับปริญญาดุษฎีบัณฑิตสาขาวิชาชีววิทยาในโปรแกรมการศึกษาหน้าที่และการแสดงออกของยีนที่มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์หลังจากที่เขาทำงานที่สถาบันสุขภาพแห่งชาติศึกษาด้านโมเลกุลของการพัฒนาของมะเร็งและวิธีการมีอิทธิพลต่อพวกเขา ในปี 2558 เขาเป็นหัวหน้าห้องปฏิบัติการพันธุศาสตร์ระดับโมเลกุลที่ BIOCAD และได้มีส่วนร่วมในการพัฒนาผลิตภัณฑ์การบำบัดด้วยยีน ผู้เขียนสิทธิบัตรระดับนานาชาติที่อธิบายถึง nuclease ใหม่ของตระกูล Cas9 และบทความในด้านการพัฒนามะเร็ง
เขา Jiankui ทดลองความเสี่ยงด้านเนื้องอกวิทยาในเด็กผู้หญิงที่เกิดและการกลายพันธุ์เป้าหมาย
— คุณคิดอย่างไรเกี่ยวกับการทดลองของนักชีวฟิสิกส์ชาวจีน He Jiankui ผู้ซึ่งแก้ไขจีโนมของตัวอ่อนสองตัว ผู้เชี่ยวชาญข้อเรียกร้องผู้หญิงที่เกิดมาอาจมีการกลายพันธุ์ จะหลีกเลี่ยงสิ่งนี้ได้อย่างไร— ได้ศึกษาแหล่งที่มาดั้งเดิมแล้ว (งานวิจัยของ MIT —"เทคโนโลยีขั้นสูง") และความเห็นของนักพันธุศาสตร์ Fyodor Urnov ฉันรู้ว่าสื่อกำลังบิดเบือนข้อมูลเล็กน้อย ใช่แล้ว เด็กผู้หญิงมีแนวโน้มที่จะมีการกลายพันธุ์มากกว่า นี่หมายถึงการกลายพันธุ์ที่ไม่รู้ว่าจะเกิดขึ้นที่ใด และตอนนี้ เป็นการยากที่จะระบุได้อย่างแน่ชัดว่าการกลายพันธุ์แบบสุ่มเกิดขึ้นที่ใดอันเป็นผลมาจากอิทธิพลของ CRISPR/Cas9 คุณต้องเปรียบเทียบกับพ่อแม่ของเด็กผู้หญิงก่อนจึงจะทำเช่นนี้ได้
อย่างเป็นทางการ นี่เป็นข้อความที่ถูกต้อง:การกลายพันธุ์ของเป้าหมายสามารถเกิดขึ้นได้จริง และคุณไม่สามารถทำอะไรกับมันได้ และวิธีการแก้ไขยีนสมัยใหม่ไม่ได้ป้องกันสิ่งนี้ นี่เป็นปัญหาจริงๆ เพราะอาจเป็นอันตรายได้
ในตอนท้ายของปี 2018 นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนเขา Jiankuiประกาศว่าเขาสามารถสร้างสาวแฝดดัดแปลงพันธุกรรมที่มีภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดกับเอชไอวี เขาบอกว่าเขาแก้ไขตัวอ่อนของคู่รักที่ได้รับการผสมเทียมและหนึ่งในเจ็ดครั้งที่ประสบความสำเร็จ การทดลองทำให้เกิดคลื่นลูกใหม่ของการสนทนาเกี่ยวกับจริยธรรมของการแทรกแซงรหัสพันธุกรรมของมนุษย์
อย่างไรก็ตาม Fedor Urnov ผู้เชี่ยวชาญการแก้ไขจีโนมของ University of California ในการให้สัมภาษณ์กับ MIT Technology Review ได้กล่าวว่า“ การอ้างว่ามันทำซ้ำ CCR5 ที่แพร่หลายนั้นเป็นการบิดเบือนความจริงที่เห็นได้ชัด” และเสริมว่ามันสามารถอธิบายได้ว่าเป็น
การศึกษาใหม่จาก MIT แสดงให้เห็นว่านักวิทยาศาสตร์ทำไม่ได้สามารถทำซ้ำรุ่น CCR5 ที่แพร่หลายได้ แม้ว่าทีมมุ่งเป้าไปที่ยีนที่ถูกต้อง แต่นักวิจัยไม่ได้คัดลอกการเปลี่ยนแปลงที่ต้องการของ Delta 32 แต่แทนที่จะสร้างรุ่นใหม่ขึ้นมาผลที่ไม่ชัดเจน - ในขณะที่พวกเขาสามารถทำให้เกิดการกลายพันธุ์
Утверждать, что Хэ Цзянькуй не смог мутировать ยีน CCR5 (ยีนที่ทำให้ HIV ติดเชื้อในเซลล์มนุษย์-ไฮเทค) ไม่ถูกต้อง มันบรรลุเป้าหมายจริงๆ และ CCR5 ก็กลายพันธุ์และใช้งานไม่ได้อีกต่อไป ซึ่งหมายความว่า HIV ไม่สามารถแพร่เชื้อไปยังเซลล์ได้ ใช่ เห็นได้ชัดว่าเขาไม่สามารถสืบพันธุ์อัลลีลตามธรรมชาติที่พบในประชากรมนุษย์ได้ แต่อย่างไรก็ตาม CCR5 “ถูกทำให้ล้มลง” และไม่ทำงาน ซึ่งหมายความว่า Jiankui ได้บรรลุเป้าหมายขั้นต่ำแล้ว
เพื่อป้องกันการกลายพันธุ์เป้าหมายมีความจำเป็นต้องปรับปรุงวิธีการแก้ไขจีโนมและเพิ่มความแม่นยำ ดังนั้นในอนาคตมันจะเป็นไปได้ที่จะลดความเสี่ยงของการกลายพันธุ์ให้อยู่ในระดับพื้นหลัง อย่างที่พวกเขาพูดมันไม่จำเป็นที่จะต้องบริสุทธิ์กว่าสมเด็จพระสันตะปาปา
- นั่นคือเมื่อผู้หญิงเหล่านี้โตขึ้นมันจะไม่เกิดขึ้นจริงที่จะเข้าใจว่าพวกเขามีการกลายพันธุ์ที่เป็นผลมาจากการกระทำของ Jiankui อะไร?
- พูดโดยเฉพาะเกี่ยวกับ CCR5 แน่นอนมันเป็นไปได้ และสำหรับจีโนมทั้งหมด - ตามหลักการแล้วเป็นไปได้ตอนนี้ถ้าคุณเอาสารพันธุกรรมของพ่อกับแม่มาเปรียบเทียบกับมันเอง จากนั้นมันจะกลายเป็นสิ่งที่ชัดเจนว่าผู้ปกครองมีทางเลือกอย่างไรและสิ่งใดบ้างที่อยู่ในจีโนมของหญิงสาวทั้งพ่อและแม่ไม่มี อีกสิ่งหนึ่งคือมันเป็นไปไม่ได้ที่จะทราบว่าการกลายพันธุ์ใดที่เกิดขึ้นจาก CRISPR / Cas และการสุ่ม คุณสามารถเปรียบเทียบความถี่ของการกลายพันธุ์เหล่านี้ได้: การกลายพันธุ์ปกติกี่ครั้งเกิดขึ้นตั้งแต่แรกเกิดและมีผู้หญิงเหล่านี้กี่คน หากจะมีลำดับความสำคัญมากขึ้นทุกอย่างก็ชัดเจน
เทคโนโลยีการแก้ไขจีโนม CRISPR/Cas9 มีศักยภาพในการกำจัดโรคที่สืบทอดมาหลายพันโรค ซึ่งก่อนหน้านี้ถือว่ารักษาไม่หาย
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเครื่องมือของยีนการแก้ไข CRISPR / Cas9 จากวิธีอื่นที่มีอยู่นานพอ - นี่คือความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนทิศทางดีเอ็นเอ CRISPR / Cas9 ช่วยให้คุณสามารถมีอิทธิพลต่อลำดับดีเอ็นเอโดยเฉพาะและแม้แต่เปลี่ยนยีนที่แตกหักให้เป็นยีนที่ถูกต้อง ในการทำเช่นนี้เอนไซม์พิเศษ nuclease จะนำเสนอช่องว่างในตำแหน่งที่ถูกต้องในจีโนมหลังจากนั้นเปิดระบบการซ่อมแซม - กลไกภายในของเซลล์เพื่อเรียกคืนจีโนม ในกรณีนี้ DNA ได้รับการซ่อมแซมที่ไซต์ของการแบ่งตามกฎโดยมีข้อผิดพลาดแบบสุ่มซึ่งน่าจะนำไปสู่การสูญเสียหรือการแทรกตัวอักษรหลายตัวในลำดับและลักษณะของการกลายพันธุ์ ดังนั้นเธอจึงค้นหาตัวอย่างสำหรับลำดับที่ต้องการในจีโนมใกล้เคียง ตามเทคโนโลยีเซลล์ต้องค้นหาลำดับนี้ในชิ้นส่วนดีเอ็นเอพิเศษ พันธุศาสตร์ของพวกเขาถูกนำเข้าสู่เซลล์เพื่อนำไปใช้และนำเข้ามาในตัวมันเองอย่างอิสระ อย่างไรก็ตามการผ่าเหล่าแบบสุ่มในบริเวณที่เกิดการแตกร้าวเกิดขึ้นบ่อยกว่าการซ่อมบำรุงโดยตรงตามตัวอย่าง
อีกคำถามหนึ่งคือ Konstantin Severinov (ภาษารัสเซียผู้เชี่ยวชาญด้านอณูชีววิทยาและ CRISPR/Cas - Hi-Tech) ครั้งหนึ่งแสดงแนวคิดที่น่าสนใจว่าหากมีสิ่งที่เลวร้ายอย่างยิ่ง เด็กผู้หญิงก็คงไม่รอดแม้จะอยู่ในระยะของการเกิดเอ็มบริโอก็ตาม เป็นไปได้มากว่าไม่มีอะไรพื้นฐานเกี่ยวกับจีโนมของพวกเขาได้รับผลกระทบ สิ่งเดียวที่ทำให้ฉันกลัวคือเนื้องอกวิทยา ฉันหวังเป็นอย่างยิ่งว่าพวกเขาจะไม่มีโรคที่คล้ายกัน
- ทำไม มะเร็งมีแนวโน้มที่จะเป็นผลมาจากการแก้ไขจีโนมมนุษย์หรือไม่?
- แน่นอน. มาดูสาเหตุของโรคมะเร็งกันดีกว่ามีสามประเภท: การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมนั่นคืออัลลีลพิเศษที่มีแนวโน้มที่จะเพิ่มความเสี่ยงของโรคมะเร็งเช่นแองเจลินาโจลี่; สาเหตุของไวรัส - human papillomavirus เป็นต้น และการกลายพันธุ์แบบสุ่ม ฉันกลัวว่าการเกิดการกลายพันธุ์แบบหลังในเด็กผู้หญิงจากการทดลองของจีนนั้นแม่นยำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีการกลายพันธุ์บ่อยครั้งที่นั่น ความน่าจะเป็นของการเกิดเนื้องอกทุกประเภทจะแตกต่างจากศูนย์
มิทรี มาเดรา. ภาพถ่าย: “Science Bar Hopping”
วิธีการแก้ไขจีโนมมนุษย์ประเทศชั้นนำและชะตากรรมของพันธุศาสตร์รัสเซีย
- การทดลองกับสัตว์นั้นง่ายขึ้นมากแค่ไหน?
— เพื่อแก้ไขจีโนมของสัตว์แต่ละตัวคุณต้องมีโปรโตคอลของคุณเอง คุณต้องแก้ไขเมาส์หรือวัวโดยใช้โปรโตคอลที่แตกต่างกัน และมนุษย์ก็เหมือนกับสัตว์อื่นๆ ที่ต้องอาศัยการพัฒนาเพื่อตัวเขาเองเพื่อแก้ไขจีโนมได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ดังนั้นจึงไม่อาจกล่าวได้ว่าการแก้ไขบุคคลนั้นยากกว่าวัว คุณเพียงแค่ต้องทำมันให้แตกต่างจากการใช้เมาส์หรือหนู แต่แนวทางยังคงเหมือนเดิม ไม่มีอะไรที่แตกต่างกันมากเกี่ยวกับเรา
- นั่นคือปัญหาเกิดขึ้นเฉพาะในด้านจริยธรรมและกฎหมายหรือไม่ และถ้ามีการตัดสินใจจะมีการทดลองมากกว่านี้ไหม?
- ไม่ต้องสงสัยเลยแล้วมีการทดลองค่อนข้างมากจริงๆ ฉันไปประชุมและพบปะเพื่อนร่วมงานบ่อยครั้ง ตัวอย่างเช่น มหาวิทยาลัยโอเรกอนกำลังดำเนินการทดลองที่ยอดเยี่ยมในการแก้ไขจีโนมมนุษย์และการเติบโตของเอ็มบริโอ พวกมันจะถูกทำลายในเวลาต่อมาในระยะแรกๆ การทดลองดังกล่าวไม่ได้รับอนุญาต ที่จริงแล้ว ข้อจำกัดเพียงอย่างเดียวคือการฝังตัวอ่อนและการเพาะเลี้ยงจนกระทั่งเกิด
- วันนี้ประเทศใดเป็นผู้นำในการวิจัยการแก้ไขจีโนมมนุษย์
— ขณะนี้มีผู้นำสองคน ระหว่างพวกเขากับทุกคนส่วนที่เหลือเป็นเหวที่สมบูรณ์ เหล่านี้คือสหรัฐอเมริกาและจีน ไม่มีใครอยู่ใกล้กว่านี้อีกแล้ว พวกเขาอยู่ห่างไกลจากส่วนอื่นๆ ของโลกในการวิจัย
- มันเชื่อมโยงกับการเงินหรือฐานทางวิทยาศาสตร์หรือไม่?
- กับทั้งสองจีนลงทุนเงินเป็นจำนวนมากในการวิจัย รัฐบาลของตนกังวลเรื่องนี้มาก และหากก่อนหน้านี้พวกเขาเพียงแต่ลอกเทคโนโลยี นักวิทยาศาสตร์จีนกำลังทำสิ่งที่น่าสนใจอยู่ตอนนี้ และในสหรัฐอเมริกาก็มีฐานทางวิทยาศาสตร์ที่แข็งแกร่งมาก จริงๆ แล้ว CRISPR/Cas เหล่านี้ถูกค้นพบที่ไหน ผู้ค้นพบวิธีนี้ส่วนใหญ่ ยกเว้นเจนนิเฟอร์ ดูดนา เป็นคนจีน แต่พวกเขาทำงานในสหรัฐอเมริกา จึงมีการทำงานร่วมกันระหว่างทั้งสองประเทศดังกล่าว
— อะไรขัดขวางไม่ให้รัสเซียพัฒนาในพื้นที่นี้? แม้กระทั่งประธานาธิบดีเขากล่าวว่าเกี่ยวกับลำดับความสำคัญของการวิจัยในทิศทางของพันธุศาสตร์
- ฉันจะพูดแบบนี้วันนี้มีเงินทุนอยู่แล้วการวิจัย - จัดสรรเงินเป็นจำนวนมาก แต่แน่นอนทั้งหมดนี้ไม่ได้ทำในหนึ่งชั่วโมง เราต้องการฐานทางวิทยาศาสตร์และโรงเรียน ในรัสเซียในแง่ของพันธุศาสตร์ทุกอย่างเศร้าหลังจาก Lysenkoism ก่อน Lysenko โรงเรียนพันธุศาสตร์โซเวียตเป็นหนึ่งในโรงเรียนที่ดีที่สุดในโลก Vavilov ไปมอร์แกน (โทมัสมอร์แกน - หนึ่งในผู้ก่อตั้งพันธุศาสตร์ผู้ได้รับรางวัลโนเบล -“ ไฮเทค”) และพวกเขาสื่อสารกันในแง่ที่เท่าเทียมกัน หลังจาก Lysenko ทุกอย่างถูกทำลายอย่างป่าเถื่อน และตั้งแต่นั้นเราไม่สามารถกู้คืนได้ ใช่เงินเป็นสิ่งสำคัญมาก แต่ก็จำเป็นที่เด็ก ๆ จะต้องไปเรียนเพื่อให้ผู้เชี่ยวชาญจากต่างประเทศเข้ามามีส่วนร่วม และถ้ามีโรงเรียนจะมีการแก้ไขจีโนมในรัสเซีย
- สิ่งนี้จะได้รับอิทธิพลจากคำแนะนำล่าสุดเกี่ยวกับการสื่อสารระหว่างนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียและชาวต่างประเทศ - เพื่อรายงานการติดต่อทั้งหมดเพื่อการสื่อสารในทางปฏิบัติเช่นเดียวกับในสหภาพโซเวียต?
- มันน่ากลัวมาก สิ่งที่เลวร้ายที่สุดที่สามารถทำได้สำหรับวิทยาศาสตร์รัสเซียและฆ่ามันอย่างสมบูรณ์คือคำแนะนำเหล่านี้ และฉันเข้าใจว่าสิ่งเหล่านี้เป็นเพียงคำแนะนำและพวกเขาไม่จำเป็นต้องปฏิบัติตาม แต่คุณรู้ไหมคนกลัว และพวกเขาก็เริ่มที่จะดำเนินการในเชิงรุก โดยเฉพาะไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ แต่เป็นข้าราชการจากวิทยาศาสตร์ พวกเขาจะเริ่มหยุดสื่อสารกับนักวิทยาศาสตร์ต่างชาติ ฉันรู้เรื่องราวเมื่อเพื่อนนักวิชาการจากประเทศเยอรมนีเคยเข้าร่วมการประชุมในรัสเซียและนักวิชาการต่างชาติมักไม่มาหาเราและพวกเขาไม่ได้รับอนุญาตให้เข้าร่วมในกิจกรรมเนื่องจากข้อกำหนดเหล่านี้ วิทยาศาสตร์เป็นสากลและคุณจำเป็นต้องสื่อสารและโต้ตอบกับเพื่อนร่วมงานให้มากที่สุดแล้วมันจะดี ฉันขอกล่าวโทษข้อกำหนดเหล่านี้อย่างยิ่ง
รักษาอาการหูหนวกโรคอันตรายและการส่งมอบยา
— เดนิส เรบริคอฟ นักพันธุศาสตร์ชาวรัสเซียกำลังจะไปแก้ไขจีโนมของเอ็มบริโอสำหรับคู่รักที่มีความบกพร่องทางการได้ยิน การทดลองดังกล่าวมีโอกาสประสบความสำเร็จมากน้อยเพียงใด?
— เดนิส วลาดิมิโรวิช คำนึงถึงความผิดพลาดทั้งหมดของเขาเพื่อนร่วมงานชาวจีน. เขาจะทำการจัดลำดับจีโนมทั้งหมด และการทดลองจะเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมมากขึ้น ไม่ใช่ในสภาพกึ่งใต้ดิน ดังเช่นในกรณีของ Jiankui ฉันคิดว่าโดยหลักการแล้วความสำเร็จนั้นเป็นไปได้จากมุมมองของระเบียบวิธีและปรากฎว่าทุกสิ่งไม่ได้น่ากลัวนักโดยเฉพาะเมื่อใช้วิธีการสมัยใหม่ และระดับการกลายพันธุ์อาจอยู่ที่ระดับพื้นหลัง สำหรับเด็กที่ป่วยเหล่านี้ ใช่ นี่คือการกลายพันธุ์แบบโมโนเจนิก และมีความโดดเด่น กล่าวคือ มันค่อนข้างง่ายที่จะทำลายมัน ซึ่งนักพันธุศาสตร์กำลังทำได้ดีอยู่แล้ว และในความเป็นจริงก็แค่นั้นแหละ ไม่มีอะไรขวางทางไปกว่านี้อีกแล้ว
— สิ่งนี้สอดคล้องกับกฎหมายของรัสเซียอย่างไร?
- เกี่ยวกับแง่มุมทางกฎหมาย Rebrikovมันใช้งานได้กับสิ่งนี้ และในแง่นี้มันน่าสนใจมากที่รู้ว่าเกิดอะไรขึ้นที่นั่น ฉันอยากให้เขาประสบความสำเร็จในการทำลายกำแพงทางกฎหมายนี้ แม้ว่าตัวอย่างและโรคของเขาที่เขาเลือก แต่ในความเห็นของเพื่อนร่วมงานและฉันจำนวนมากก็ไม่เกี่ยวข้องกัน แต่สนามกำลังเปิดกว้างดังนั้นให้เป็นสนามแรกและแสดงผลลัพธ์ที่ดี และยิ่งไปกว่านั้นมันจะเป็นไปได้ที่จะขยาย "ละคร"
- โรคอะไรที่เป็นอันตรายอื่น ๆ ที่สามารถรักษาด้วย CRISPR / Cas?
— แน่นอน โรคซิสติกไฟโบรซิสเป็นโรคร้ายแรงมากโรค. เป็นไปได้ที่จะใช้การตัดต่อยีนในการรักษาโรคกล้ามเนื้อเสื่อม Duchenne อย่างน้อยในผู้ป่วยบางรายที่มีการกลายพันธุ์ที่เหมาะสมไม่มากก็น้อย โดยทั่วไปมีโรคทางพันธุกรรม monogenic มากกว่า 10,000 ชนิด และนี่คือคำถามคือวิธีใดที่สะดวกและง่ายกว่าในการรักษา ตัวอย่างเช่น ไม่ควรรักษาการฝ่อของกล้ามเนื้อกระดูกสันหลังด้วยการแก้ไข แต่เพียงรักษาด้วยการบำบัดทดแทนยีน
เปาะพังผืด- โรคทางพันธุกรรมอย่างเป็นระบบเกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนสำหรับควบคุมเมมเบรนของ cystic fibrosis และโดดเด่นด้วยความเสียหายต่อต่อมไร้ท่อและความผิดปกติอย่างรุนแรงของอวัยวะระบบทางเดินหายใจ โรคซิสติก ไฟโบรซิส เป็นที่สนใจเป็นพิเศษ ไม่เพียงเพราะมีความชุกแพร่หลายเท่านั้น แต่ยังเนื่องมาจากโรคทางพันธุกรรมกลุ่มแรก ๆ ที่ต้องได้รับการรักษาอีกด้วย โรคซิสติกไฟโบรซิสได้รับการยอมรับเป็นครั้งแรกโดยโดโรธี แอนเดอร์เซนในปี พ.ศ. 2481
Duchenne myodystrophy- เกิดจากการลบหรือทำซ้ำอย่างใดอย่างหนึ่งหรือการกลายพันธุ์แบบเอกซ์หรือแบบจุดหลายจุดในยีนดิสโทรฟิน อาการหลักคือกล้ามเนื้ออ่อนแรง เคลื่อนไหวลำบากตั้งแต่วัยเด็ก ซึ่งดำเนินไปตามเวลา ความตายมักเกิดขึ้นในทศวรรษที่สองหรือสามของชีวิต อายุขัยเฉลี่ยอยู่ที่ 25 ปี แต่ก็มีคนที่อายุยืนกว่า
- เมื่อไหร่ที่นักวิทยาศาสตร์จะสามารถทำสิ่งนี้ได้? ช่วงเวลาคืออะไร?
- ดูสิ สัตว์กำลังได้รับการปฏิบัติแล้วจริงอยู่ที่ก่อนอื่นพวกเขา "ทำลาย" แน่นอน (นั่นคือพวกเขาสร้างสัตว์จำลองเพื่อศึกษาโรค) จากนั้นพวกเขาก็ทำการรักษา แต่ทั้งหมดนี้มาเฉพาะกับคลินิกที่มีสติเท่านั้นและตามกฎแล้วจะใช้เวลา 5 ถึง 15 ปี และอย่างที่ฉันเข้าใจ เนื่องจากนี่เป็นแนวทางใหม่ การศึกษาทางคลินิกครั้งแรกจึงจะใช้เวลานานมาก ซึ่งหมายความว่าเราจะต้องรออีก 15-20 ปี แล้วจะมีลักษณะดังนี้ มาตรวจวินิจฉัยและรักษาทันที
Dmitry Madera รูปถ่าย: Science Bar Hopping
- นั่นคือมันไม่เกี่ยวกับการแก้ไขจีโนมตัวอ่อน แต่เกี่ยวกับการรักษาผู้ใหญ่หรือไม่
– เป็นไปได้ทั้งสองแนวทาง
- มาพูดถึงการแก้ไขยีนโดยไม่ทำลายสองครั้ง ทำไมนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถทำได้มาก่อน?
“ประเด็นคือมันไม่ง่ายเลย”เมื่อฉันอ่านสิ่งพิมพ์ Nature ครั้งแรก ฉันคิดว่า “โอ้ ทำไมฉันไม่คิดอย่างนั้นล่ะ?” นอกเหนือจากเรื่องตลกแล้ว มันเป็นงานหนักมาก เพราะในตอนแรกมีแนวคิดที่คล้ายกัน แต่เมื่อนักวิทยาศาสตร์พยายามทำ ก็ไม่ประสบความสำเร็จ จากนั้นพวกเขาก็เริ่มเปลี่ยน Reverse Transcriptase โดยพื้นฐานแล้วกลายพันธุ์เพื่อให้มันทำงานแตกต่างออกไป และเมื่อทำซ้ำได้ระยะหนึ่ง มันก็เริ่มทำงานและเริ่มผลิตอะไรแบบนั้น มันเป็นกระบวนการที่ต้องใช้เวลาและเงินทุนมาก ดังนั้น ฉันไม่แปลกใจที่เวลาผ่านไประหว่างการประดิษฐ์ CRISPR/Ca แบบง่ายๆ และการมาถึงของวิธีการโดยใช้ Reverse Transcriptase เพราะมันไม่ใช่เรื่องไร้สาระ
- โอกาสใดที่เปิดขึ้นด้วยวิธีการใหม่นี้?
- โอกาสที่ดีเพราะตอนนี้ปรากฎว่าเราสามารถมีความเสี่ยงน้อยที่สุดในการเกิดการกลายพันธุ์เป้าหมายโดยเฉพาะการเปลี่ยนแปลงยีนใด ๆ อัลลีล ตัวอย่างเช่นหากเราต้องการสร้างการกลายพันธุ์ของจุดให้สร้างการลบหรือการแทนที่ที่ซับซ้อน สิ่งนี้ทำให้เรามีโอกาสที่ดีเพราะโดยทั่วไปแล้วการกลายพันธุ์หรือการลบหนึ่งหรือสองครั้งที่เกิดขึ้นนั้นมีเพียงเล็กน้อยและโดยปกติพวกเขาสามารถกู้คืนได้ภายใน 40-50 นิวคลีโอไทด์
ในความเป็นจริงมีเทคโนโลยีก่อนหน้านี้เล็กน้อย -บรรณาธิการนิวคลีโอไทด์ที่หยิบและเปลี่ยนเช่น“ A” กับ“ G” หรือ“ C” ด้วย“ T” ผลงานดังกล่าวยังคงใช้อยู่ แต่แน่นอนว่าทุกอย่างไม่ได้อยู่ที่นั่นเพราะปรากฎว่าพวกเขาแก้ไขไม่เพียง แต่ DNA เท่านั้น แต่ยังรวมถึง RNA ด้วยและพวกเขาไม่ได้บอกว่าพวกเขาแม่นยำมาก - พวกเขาไม่ได้แก้ไขอย่างแน่นอน นิวคลีโอไทด์เดียวและ "หน้าต่าง" ทั้งหมด บางทีนี่อาจจะเป็นการพัฒนาไปสู่การใช้งานจริง แต่จนถึงขณะนี้มีปัญหามากมาย ฉันจำวิธีนี้ได้เพราะมันไม่ได้เกี่ยวข้องกับการพักสองครั้ง และเร็วขึ้นเล็กน้อยจากการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้
— วิศวกรจาก MIT และมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดใช้CRISPR เพื่อสร้างระบบนำส่งยาที่จะปล่อยยาในช่วงเวลาที่กำหนดเท่านั้น สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร?
- พูดโดยเฉพาะเกี่ยวกับวิธีนี้แล้วล่ะก็สาระสำคัญก็คือ DNA เป็นพอลิเมอร์และ Cas12a จะตัดมันดังนั้นจึงทำลายโครงสร้างโพลิเมอร์ หาก DNA ถูกรวมเข้ากับไฮโดรเจลแล้วสารที่ได้รับการแก้ไขก่อนหน้านี้ในไฮโดรเจลที่มีเส้นดีเอ็นเอจะถูกปล่อยออกมาจากมัน นั่นคือ DNA ทำหน้าที่เป็นวัสดุทางกายภาพที่สามารถย่อยสลายได้ในลักษณะที่ควบคุม โดยทั่วไปแล้วไฮโดรเจลจะใช้กับบาดแผลและการบาดเจ็บอื่น ๆ เมื่อจำเป็นต้องปล่อยยาออกจากร่างกาย
โดยหลักการแล้ว CRISPR/Cas สามารถส่งมอบบางสิ่งบางอย่างได้จำเป็นต่อตำแหน่งในจีโนม นั่นคือทั้งหมดที่เขาสามารถทำได้ แต่ไม่สามารถส่งยาเข้าเซลล์ได้ ดังนั้นจึงไม่ถูกต้องทั้งหมดที่จะพูดถึงการใช้ยาเพื่อส่งยา
แต่จะส่งมอบ CRISPR / Cas เป็นยาเสพติดเข้าสู่เซลล์ต้องการวิธีการจัดส่ง และพวกมันมีอยู่ - พวกมันสามารถเป็นไวรัสและไม่เป็นไวรัสได้ แน่นอนว่าไวรัสมีวิวัฒนาการตลอดประวัติศาสตร์เพื่อส่งสารพันธุกรรมบางชนิดไปยังเซลล์ พวกเขาคูณดังนั้น และวิธีการที่ไม่ใช่ไวรัสนั้นเป็นวิธีทางเคมีเพียงอย่างเดียวเมื่อผู้ให้บริการบางรายถูกสร้างขึ้นภายในโมเลกุลของกรดนิวคลีอิกซึ่งไม่จำเป็นต้องเป็น DNA แต่อย่างใดมันสามารถเป็น RNA หรือโปรตีนได้ โดยปกติแล้วพวกเขาจะมีหยดของไขมันที่ป้องกันสิ่งที่พวกเขาต้องการที่จะส่งจากนิวเคลียสและโปรตีเอสและแอนติบอดียังสามารถแขวนไว้กับพวกเขาเพื่อให้พวกเขามีความเฉพาะเจาะจงสำหรับเซลล์เฉพาะ คอมเพล็กซ์ lipophilic เหล่านี้ส่งยาไปยังเซลล์ และมีงานที่เกี่ยวข้องกับโพลีเมอร์ที่ซับซ้อนหรืออนุภาคนาโนทองคำซึ่งเหมือนปืนใหญ่เซลล์เกรียมพวกมันบินเข้ามาและส่งเนื้อหาเช่นปืนจีโนม
- เป็นไปได้ไหมที่จะยืดอายุผู้ใช้อย่างมีนัยสำคัญด้วยการแก้ไขยีน วิธีนี้สามารถทำได้มากแค่ไหนและโรคอะไรบ้างที่ต้องรักษาให้หายด้วยวิธีนี้?
— มันเป็นคำถามที่ยากความจริงก็คือมีการกลายพันธุ์ที่ทำให้สัตว์มีอายุยืนยาวขึ้นและชะลอความชรา มักเกี่ยวข้องกับระบบซ่อมแซม DNA ในหลาย ๆ ด้าน การแก่ชราเป็นผลมาจากการสะสมของข้อผิดพลาดแบบสุ่มที่นำไปสู่การกระตุ้นการทำงานขององค์ประกอบรีโทรไวรัส และผลที่ตามมาก็คือ จีโนมไม่ได้รับการควบคุมและเริ่มทำงานกับโฮสต์ของมัน มีประเด็นอยู่ตรงนี้ เราไม่รู้ว่ามันจะได้ผลกับผู้คนอย่างไร น่าเสียดายที่สิ่งนี้เป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจอย่างยิ่งที่กลไกของการแก่ชราและการป้องกันนั้นมีความเฉพาะเจาะจงต่อสายพันธุ์มาก และสำหรับมนุษย์ หนูตัวเดียวกันกลับกลายเป็นว่าไม่ใช่แบบจำลองที่เพียงพอโดยสิ้นเชิง และยิ่งโมเดลมีความเพียงพอและมีอายุยืนยาวเท่าไรก็ยิ่งยากต่อการทำงานด้วย ตัวอย่างเช่น SIRT6 เดียวกัน - ในสายพันธุ์อายุยืนเป็นหนึ่งเดียวและในสายพันธุ์อายุสั้นจะแตกต่างกันมีความสัมพันธ์ที่ชัดเจน ดูเหมือนว่าจะเอา SIRT6 จากช้างมาใส่คน หรือสำเนา SIRT6 ของมนุษย์หลายชุด (ยีนที่เข้ารหัสโปรตีน sirtuin-6 ช่วยแก้ไขความเสียหายของ DNA - การแตกของสายคู่และการแทนที่ในตัวอักษรนิวคลีโอไทด์ทางพันธุกรรม - เทคโนโลยีขั้นสูง) สิ่งนี้อาจใช้ได้ผลหรือไม่ก็ได้ มีความเป็นไปได้เช่นนั้น และแน่นอนว่าฉันจะพยายาม แต่ถ้าเราพูดถึงการยืดอายุขัย มีแนวโน้มว่าเราจำเป็นต้องแก้ไขยีนที่เกี่ยวข้องกับการซ่อมแซม DNA อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันนี้เป็นเพียงสมมติฐานเท่านั้นสำหรับสิ่งมีชีวิตเช่นนี้