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导读:研究发现CRISPR基因编辑存在一种潜在的、以前未被发现的危险。该技术可以通过称为逆转录转座的过程引起DNA的大重排。当DNA中的断裂没有被修复时,就会发生重排,从而允许不匹配的末端连接。虽然由CRISPR引起的逆转录转座事件并不常见,但它们理论上会引发癌症。而在碱基编辑过程中,逆转录转座事件要罕见得多,这是一种更新,更精确的技术,它不会引起DNA中的双链断裂。

使用CRISPR / Cas9基因编辑的基因疗法目前存在于世界各地的各种疾病的临床试验中。波士顿儿童医院6月27日发表在《Nature Communications》上的一份报告警告说,CRISPR基因编辑存在一种潜在的、以前未被发现的危险。

CRISPR的潜在危险

 01 

     由波士顿儿童医院病理学系领导的研究小组首次表明,该技术可以通过称为逆转录转座的过程引起DNA的大重排。当DNA中的断裂没有被修复时,就会发生重排,从而允许不匹配的末端连接。虽然由CRISPR引起的逆转录转座事件并不常见,但它们理论上会引发癌症。

     研究人员建议将逆向转座测试添加到CRISPR / Cas9编辑系统的安全性测试中。目前的测试技术要么对小段DNA进行测序,以确保在正确的位置添加或删除所需的基因,要么设计用于检测小的基因重排。他们不会寻找由逆向转换引起的大规模重排。

“我们希望我们的研究结果能够鼓励使用CRISPR / Cas9的研究人员增加插入移动元素的检查,”研究人员说:“CRISPR确实是基因治疗的游戏规则改变者,因此精确地知道它的作用以确保其安全性非常重要。”

随机排序

 02 

在逆转录转位中,被称为“移动元件”的DNA序列从基因组中的一个位置移动到另一个位置。它们使用酶自我复制,DNA双螺旋的两条链在过程中断裂,然后在断裂处插入DNA。这是自然发生并且无害的——事实上,在进化过程中,移动元素(也称为“跳跃基因”)已经占据了我们基因组的大约三分之一。但它们也与疾病有关,包括癌症。
 CRISPR也在DNA中引入了双链断裂。研究人员表明,这增加了逆转录转座发生的机会,导致移动元素插入CRISPR打算编辑的DNA位置以及一些意想不到的位置。
研究人员说:“我们在多个细胞系包括许多实验室中常用的细胞系中进行了CRISPR基因编辑,发现平均逆转录转座率高达5%至6%。”这是一个很低的数字,但许多基因疗法都是针对数百万个细胞的。例如,在血液疾病中,CRISPR可用于编辑数百万个血液干细胞,然后将其重新注入患者体内。要启动肿瘤,有时可能只需要一个具有转座事件的细胞。
基亚尔强调,这项研究纯粹是实验性的,是在实验室的细胞中完成的,需要确定的是在CRISPR基因疗法的临床试验中逆转录转座的频率。
研究者改进了一个名为PolyA-seq的现有测试,并建立了实验系统来验证它。该测试可识别涉及最常见的移动元件LINE-1的逆转录转座事件。

碱基编辑更安全?

 03 

研究人员还发现,在碱基编辑过程中,逆转录转座要罕见得多,这是一种更新,更精确的技术,可以在化学方面改变遗传密码(C或A)的一个碱基,而不会引起DNA中的双链断裂。逆转录转座事件在不到0.01%的时间内被检测到。在初始编辑阶段也较少出现,这是一种可以实现目标插入,删除和12种碱基潜在变化的高级技术。
研究证明,与CRISPR / Cas9相比,碱基编辑更安全,并且出现逆转录转座的概率较低。

参考资料:

https://phys.org/news/2022-07-potential-danger-crispr-gene-editingand.html

注:本文旨在介绍医学研究进展,不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导,请至正规医院就诊。






文章来源:转化医学网

图片来源:互联网

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