你还在讨论转基因植物的安全吗?CRISPR都开始编辑人类胚胎
你还在热火朝天的跟人争论转基因植物安不安全吗?太过时了,人类胚胎基因都可以被编辑了,现在是“基因编辑宝宝”的伦理与安全问题急需讨论了。
近两年,CRISPR技术简直是各大科学新闻网站的明星,几乎每天都有相关的头条新闻发布。2月1日,英国人类生育与胚胎学管理局(Human Fertilisationand Embryology Authority,HFEA)率先正式批准伦敦The Francis Crick 研究所的Kathy Niakan研究团队使用CRISPR技术对人类胚胎细胞进行编辑的申请。
The Francis Crick 研究所的Kathy Niakan
(插播一句,“腐国”社会意识的超前总是让人大跌眼镜,这也是为什么小编如此热爱英剧。)
有关CRISPR的头条新闻
2015年1月,CRISPR科研女神Jennifer Doudna 和Emmanuelle Charpentier因基因组编辑技术CRISPR获得了生命科学突破奖。
2015年4月,哈佛-麻省理工Broad研究所张锋博士成功申请了CRISPR技术的专利。
2015年5月,中山大学生命科学学院的黄军副教授在《Protein & Cell》杂志上首次发表了人类胚胎编辑的论文。
2015年12月,中国科学家利用CRISPR技术对狗骨骼肌生长的基因进行了敲除,培育出两只肌肉发达的“大力神”狗,成功构建了世界首个基因敲除狗模型。
2016年1月,CRISPR男神张锋与加州大学伯克利分校的科研女神Jennifer Doudna的专利之争进入干涉程序。
2016年2月,Jennifer Doudna就CRISPR技术在基因检测和分析的方面的功能获得专利。2015年1月,CRISPR科研女神Jennifer Doudna 和Emmanuelle Charpentier因基因组编辑技术CRISPR获得了生命科学突破奖。
Charpentier Doudna / 张锋
被誉为上帝之手的CRISPR技术
CRISPR技术是第三代基因组定点编辑技术,被誉为上帝之手,是本世纪到目前为止生物技术领域的最大突破。由于CRISPR技术可快速且高效的对基因组进行编辑,于是被迅速应用于生物以及医学各个领域,如癌症治疗、为治疗人类遗传性疾病建造动物模型、在人类细胞中基因组范围大规模筛选功能基因、对植物进行基因修饰等。
MIT Technology Review发布的2016年十大突破技术,就提到了对植物基因的精确编辑,不留下外援DNA,这也避免了公众对转基因植物外源DNA安全性问题的担忧。通过该技术提高农业生产率,这对2050年预计人口达到100亿的地球意义重大。
CRISPR是一个天然存在于细菌中的抵抗病毒DNA入侵的防御机制,直接对DNA进行切割编辑。与前两代技术相比,CRISPR技术只需设计与靶序列互补的RNA就可以完成系统的构建。普通的实验室即可开展CRISPR,提高了基因操作的效率,使其成为科研领域最有效的基因编辑工具。
CRISPR技术的专利到底归谁
人红是非多,技术也不例外。作为有望获得诺贝尔奖的热门技术,CRISPR技术的功劳归属引起了激烈的争论。2014年4月15日,华裔科学家张锋所在的Broad研究所第一个获得了美国专利局授权的CRISPR技术专利,他是第一发明人。然而,2015年度生命科学突破奖和2015年度化学领域的引文桂冠奖却授予了Jennifer Doudna 和Emmanuelle Charpentier。化学领域的引文桂冠奖这一奖项素有诺贝尔风向标之称,被认为是诺贝尔化学奖最有力的竞争者。
尽管张锋获得了第一个关于CRISPR技术的专利,但Doudna与Charpentier提交专利申请的时间要比张锋早7个月。也有人认为张锋申请了快速通道专利,所以6个月就被授予了知识产权。但是,张锋提供的实验结果显示,他在2012年即开始了此项研究,但仍有不少人对此提出质疑。更多的人认为张锋的主要工作是在系统优化和应用层面有重要贡献。
值得高兴的是,又一个华裔科学家有问鼎诺贝尔奖的潜力。这位80后的年轻科学家生于中国,11岁时移居美国。1999年,张锋还在爱荷华州得梅因市上高中时,就获得过英特尔科学奖(Intel Science Talent Search)的三等奖,这是美国最古老,最有权威的高中生科学竞赛奖项。
CRISPR的专利之争还没有最终结论。不过,2015年11月30日,张锋课题组又在《Science》上发表了一项突破性的成果,通过突变CRISPR技术关键的Cas9酶的3个氨基酸位点,可以将“脱靶”切割降至检测不到的水平,有效改善了这一技术的最大局限性。虽然CRISPR没有获得2015年的诺贝尔奖,但是它的巨大影响和应用潜力是不可忽视的,从历年诺贝尔奖获奖情况来看,对一项技术进行优化、应用的贡献和发明者是同样重要的,未来如果张锋博士能够更好完善CRISPR的应用,无论这个专利花落谁家,CRISPR的诺奖名单上也一定有张锋的名字。
未来会不会出现“定制婴儿”
因为CRISPR技术存在脱靶效应,会在细胞内有极少数的误切割,这会带来潜在的风险,而且,CRISPR技术编辑人类胚胎基因涉及伦理道德的改变,引起了人们的担忧与讨论。
2015年12月1日来自基因研究领域的科学家们在华盛顿举办的一个国际会议上,针对相关研究,展开了激烈争论。芝加哥洛约拉大学天主教道德神学学院院长Hille Haker认为,一旦对人类生殖细胞做出修改,那这很可能会传递给后代,这会侵犯这些婴儿的出生自由。同时,这些婴儿很可能会被新的基因突变困扰。英国曼彻斯特大学生物伦理学教授JohnHarris及支持者们认为,CRISPR技术可以加速遗传性疾病的防治进程。反对者则担忧这项技术会产生不可测的影响,有可能促使一些父母付费修改孩子的基因,以增强孩子的智力和运动能力,或者修改孩子寿命相关的基因,使其寿命延长。资源垄断者利用CRISPR技术任意提高自己的优势基因表达,将造成优势人种与弱势人种的分化。
因此,到2016年末,科学家与伦理学家希望制定一份安全与伦理指南,限制CRISPR技术在人体中的使用。
英国人工授精与胚胎管理局对在基因编辑技术在人类胚胎上应用的批准,促使对这项技术应用规范措施应抓紧出台,因为相关的研究已经在路上了。
任何新兴技术在发现之初,都会遭受各种非议,CRISPR技术也不例外。作为有望获得诺奖的热门领域,该技术在人类遗传性疾病的治疗中有着巨大的优势,但是采用此项技术改造人体基因的过程中,需要得到更有效的监督。同时,也应防止此项技术被非法利用,成为资源垄断者提高自己,弱化别人的工具。
(图片来源于网络)
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