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[转载]CRISPR: 潘多拉盒子被打开之后

已有 12476 次阅读 2016-1-2 12:43 |个人分类:分子遗传|系统分类:科研笔记|关键词:CRISPR| CRISPR |文章来源:转载

新型DNA编辑技术CRISPR2013年至今都是很热门的领域。DNA编辑就是改变生物体内已有的基因,这个概念在遗传学领域早就有了,并不是新名词。CRISPR的影响力之所以大,是因为它使得DNA编辑的效率大大提高,使得原来一些耗时低效的遗传学实验变得简单,甚至使一些不可能的实验变为可能。崔健说:不是我不明白,是这世界变化快。这就是CRISPR带来的改变。

CRISPR产生之前,要改变生物体内的基因主要通过DNA同源重组的方法。当两段高度相似的DNA序列相遇时,它们可以相互结合然后交换序列,这个过程被称为DNA同源重组。通过这个过程,可以把做了改变的DNA片段替换生物体内原有的DNADNA重组率高,说明这个物种的DNA容易被改变,敲除或改变基因在这个物种中也容易被实现。

虽然还没有直接的证据,但生物体DNA被改变的容易程度与其染色体的复杂程度紧密相关。染色体的复杂程度主要取决于DNA所缠绕的组蛋白的种类、修饰的多样性以及相互作用。例如,病毒与细菌的DNA没有被组蛋白包裹,它们的DNA重组率很高。酵母与老鼠都有组蛋白,但酵母的DNA重组率比老鼠要高很多。所以,通过DNA同源重组的方法在酵母中敲除一个基因比在老鼠中要容易得多得多得多。高等动物拥有复杂而且难以被入侵的染色体结构是符合信息安全的逻辑的:越庞大重要的信息需要越安全的保护。

CRISPR把一套真核生物没有的DNA编辑系统引进来,轻而易举地突破高等动物的染色体防线,让高等动物的基因敲除或者替换变得容易很多。当然,在没有CRISPR之前也有别的DNA编辑方法,例如zinc finger nucleaseTALEN,这些方法比CRISPR要复杂一些而且限制也多一些。

由于CRISPR的高效率,科学医学界的一大呼声是希望CRISPR能用于修复人体内的某些基因缺陷,用于治疗艾滋病,先天性遗传病,甚至是癌症。但最近的一些研究表明,CRISPR的专一性并没有原来预测的那么好,因为人的基因组很大,CRISPR会非特异性地改变一些正常的基因。所以,实现这些愿望可能会有些漫长,也有可能会被证明不可能。

同时,由于CRISPR的高效率,有警惕的科研人员都很明白CRISPR可能会带来的灾害。现在的一个比较强烈的呼声是要限制CRISPR在人体身上的应用,原因很简单:除了副作用的不确定性,还有伦理宗教的问题。另一方面就是要防止基于CRISPR的新型病毒或纳米颗粒给人类社会带难以预测的灾难。与后者有关的声音目前比较弱小,可能是这牵涉到国防政治的问题,不便摆到桌面上来说。

CRISPR的威力在那里,就看人类怎么用它。





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1 杨正瓴

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