转向表:使用基因突变来解决自然界的问题

作者:缑例惝

每个人都不同这是一个简单的老生常谈,但在人们如何应对疾病方面也是如此;有些人处于低位,其他人摆脱了同样的疾病而且遗传性疾病也是如此,即使两个人携带相同的突变,疾病的严重程度也可能因人而异。有时这是由于环境的变化,但在其他情况下反映了另外的遗传变化也影响疾病如何影响那个人有些人会有其他有害突变与主要疾病基因相结合,使病情恶化,而更幸运的人可能遗传了其他变异,实际有益突变,减少甚至消除症状这种现象最着名的例证之一就是遗传性血液病症镰状细胞性贫血这一终生症状是由于成人珠蛋白基因的突变 - 该基因的一个点突变使其有缺陷,患者一生都患有贫血症症状可以是严重的血细胞受损可以阻塞血管导致剧烈痛苦,甚至生命丧失但是,如上所述,个体之间的症状不同环境变化也会影响症状,因此可能会建议受影响的个体避免高海拔和氧气压力,例如,遗传变异也存在一些个体携带第二个突变减轻镰状细胞性贫血症状的另一种球蛋白基因的调节区域这些个体具有称为胎儿血红蛋白遗传性持久性的良性病症(HPFH)它们在单独的珠蛋白(胎儿珠蛋白基因)的对照区域中具有“向上突变”。促进该基因的表达额外的胎儿珠蛋白可以取代有缺陷的β珠蛋白我意识到这是相当复杂的但是,简单地说:人类有几个珠蛋白基因胎儿球蛋白在出生前就开启了,对氧气有很高的亲和力;它们让婴儿从母亲的血液中吸取氧气在我们出生后,成年人或β珠蛋白基因出现并且胎儿珠蛋白基因被关闭但是在少数患有HPFH的人中,胎儿珠蛋白基因在整个生命中都会保持有趣。这似乎没有引起任何健康问题HPFH患者甚至可以正常怀孕他们的血液中只有额外的胎儿珠蛋白问题的关键在于:如果个体遗传了镰状细胞突变和HPFH突变,他们有几乎没有任何症状,因为额外的胎儿珠蛋白能够完成有缺陷的成人珠蛋白基因的工作所以可以通过将HPFH突变引入受有缺陷的成人珠蛋白基因影响的血细胞来有效“治愈”镰状细胞性贫血吗?嗯,这正是我们采取的方法使用“基因组编辑”的新技术,我们已经介绍了一种最具特色的HPFH突变,我们发现我们可以成功打开睡眠胎儿珠蛋白基因在这个阶段我们有只在实验室的细胞系中做到这一点为了将其变成一种治疗方法,人们必须在患者的造血干细胞(即血液形成干细胞)中进行治疗。有必要在足够的情况下实现高频率的编辑干细胞能够通过基因增强的细胞重建患者的血液但是如果现在编辑基因组很容易,我们为什么不纠正镰状细胞突变而不是引入新的突变,尽管这是一种有益和良性的突变?那么,对于镰状细胞贫血症来说,这当然是一个很好的策略,许多人正在努力做到这一点但对于其他血液病和基因组中大基因或区域被删除的各种遗传性疾病来说,这可能是一种不太理想的策略例如,在地中海贫血的情况下,发生了许多不同的基因缺失。在大的基因替换盒中进行编辑可能不实际,并且必须为每个突变设计不同的插入物。相反,在胎儿珠蛋白激活突变中构建应该提供额外的珠蛋白,并努力弥补许多这些条件基因工程的新时代正在开始,因为能够使用新的DNA切割工具编辑基因组,技术名称:CRISPRs,TALENs和ZFNs基因修正或有益突变的引入在未来的治疗中可能很重要在农业中,它们也可能很重要 许多全基因组关联研究已经确定了与特定珍贵品质相关的有益突变基因组编辑也可用于在此背景下引入有益突变,并可能产生新一代作物和牲畜。这些技术也很有趣,因为没有新的或人工材料需要引入所有人正在做的是模仿天然存在的有益突变人工转基因的引入已经使一些社会的部分感到震惊此外,转基因被一些生物体识别为外来物并被表观遗传沉默所关闭,....

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