是基因编辑打开潘多拉的盒子及其后果

是基因编辑打开潘多拉的盒子及其后果噬菌体病毒感染细菌细菌,细菌病毒。 从www.shutterstock.com

今天,科学界对基因编辑的前景感到震惊 “设计师”人类。 基因编辑可能比气候变化或甚至释放原子能量的后果更重要。

CRISPR 是Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats的首字母缩写。 这是细菌开发的免疫系统,可以保护自己免受噬菌体的感染 - 噬菌体是地球上最丰富的生命形式。

比任何已知的生命形式都小

噬菌体在巴黎被发现 Felix d'Hérelle巴斯德研究所 在1917中。 他正在研究一小部分患者自发从痢疾中恢复过来。 D'Hérelle提出,一种小于任何已知生命形式的抗微生物剂都会杀死受感染患者的细菌。 他最终证明了这种新生命形式的存在,并将它们命名为噬菌体:攻击细菌的病毒。

对细菌噬菌体进行了深入研究: 它的美丽 用电子显微镜和 它的基因组 是第一个测序的生命形式。

应对噬菌体攻击

在2007,食品生产公司Danisco的Rodolphe Barrangou和Philippe Horvath与拉瓦尔大学的Sylvain Moineau合作解决了酸奶生产中长期存在的问题。 他们问道:为什么酸奶和奶酪生产所必需的细菌容易受到噬菌体攻击,这怎么可能被预防呢?

Barrangou,Horvath和Moineau成功了 令人惊讶的发现 细菌实际上有免疫系统。

CRISPR:获得性细菌免疫系统。


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在最初的噬菌体攻击后,少数幸存的细菌会识别新攻击的噬菌体的DNA。 然后,存活的细菌会产生免疫反应,导致噬菌体死亡。 噬菌体攻击后存活的细菌会在其细菌基因组中嵌入噬菌体DNA片段,作为感染的“记忆”。

目标和服务器

然后是Barrangou,Horvath和Moineau 发现 如何消灭入侵的噬菌体。 在识别新侵入的噬菌体后,细菌将靶向并切断入侵的噬菌体的DNA。

Fond de recherchedeQuébec:CRISPR-Cas9:L'origine deladécouverte| 西尔万莫伊诺

生物学家Jennifer Doudna和Emmanuelle Charpentier进一步发现了这一点 那个“指南” 已经在细菌免疫系统中进化。 任何噬菌体的DNA与先前感染的获得性记忆片段相对应,将被“引导”消除机器识别和切断。 包含噬菌体DNA的记忆片段和细菌反应机制的细菌免疫系统一起被称为CRISPR-Cas9系统。

商业开发 随后的发现。 Doudna,Charpentier等人认识到这种新的生物系统可以被用来编辑任何生命形式的基因。

博兹曼科学:什么是CRISPR?

CRISPR-Cas9系统不是第一个被发现的基因编辑系统。 已故的生物化学家迈克尔史密斯在不列颠哥伦比亚大学获得诺贝尔化学奖,因为他发现了与癌症和其他疾病有关的基因编辑化学手段。

UBC科学:迈克尔史密斯博士的遗产。

噬菌体作为潜在的解决方案

D'Hérelle观察到,从痢疾中恢复的患者中分离出的相同噬菌体可用于保护兔子免受致命的感染。 在发现抗生素之前,d'Hérelle的发现受到启发 辛克莱·刘易斯 以人为本,对人体进行噬菌体治疗 普利策奖获奖小说 阿罗史密斯.

其中一个 最大的噬菌体集合 全球在拉瓦尔大学。 Sylvain Moineau是策展人,该系列以Felix d'Hérelle命名。

现在的希望是噬菌体治疗可能被认为是一种潜在的解决方案 抗生素耐药性。 然而,对目前的噬菌体治疗的任何期望都相形见绌 商业利益 CRISPR-Cas9系统。

今天, 后果 打开潘多拉盒子的事情正在我们身上。 应用CRISPR-Cas9系统通过“种系”基因编辑收获的人类卵子来产生设计者人类将产生持续的变化,这种变化将持续几代人,并且对这些行为的恐惧可能与 核战争和气候变化的后果.

但是,“非种系”CRISPR-Cas9还有其他潜在的应用,如疾病的基因编辑。 这最近已成功完成 狗的肌肉萎缩症。 类似于潘多拉盒子的神话,关于“种系”基因编辑的悲观情绪可能会被对人类未来利益的希望所抵消。

关于作者

John Bergeron,McGill的名誉Robert Reford教授和医学教授, 麦吉尔大学。 John Bergeron非常感谢Kathleen Dickson作为合着者。谈话

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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