Science发布CRISPR基因编辑重大成果

多亏了强大的基因编辑新技术，研究人员朝着构建出更安全的、可用于人类移植的猪器官这一目标迈进了一大步。在发表于10月11日《科学》（Science）杂志上的一篇论文中，他们描述在猪细胞中应用CRISPR编辑方法破坏了猪基因组62个位点的潜在有害DNA序列。这是有可能是迄今为止通过CRISPR实现精确、广泛遗传改变最极端的例子。它也为人们带了希望：这一技术最终可让猪器官适合于人体——这是论文的一些作者与一家私营公司正在进一步推进的目标（延伸阅读：Nature：遗传学大牛刷新CRISPR基因编辑记录 ）。
仅在美国就有大约12.25万人在等待器官移植来挽救生命，一些人认为稳定供应的猪器官可以弥补人类移植器官的不足，因为猪器官与人类器官的大小相似。然而直到现在，还没有人能够逃避猪细胞引发的强烈免疫反应。并且这些细胞还具有另一个更长期的潜在风险：它们的DNA中布满了许多拷贝的病毒残留物DNA序列，仍然可以生成感染病毒颗粒。研究证实，这种猪内源性逆转录病毒(PERV) 在培养皿中可从猪细胞移动至人类细胞，及感染移植到免疫系统薄弱小鼠体内的人类细胞。
哈佛大学遗传学家George Church和同事们完成的新CRISPR实验针对的就是这些PERV序列。Church认为，新研究工作将重振异种移植——即将动物器官用于人体这一想法。“基本上，整个这一领域已经停滞不前了15年。只有少数真正的信徒支持它。但我认为这将完全改变游戏。”
CRISPR是建立在细菌利用来破坏入侵病毒DNA古老防御机制上的一种方法。采用CRISPR，研究人员可通过一条短链导向RNA（gRNA）来靶向基因组中的特异位点，然后用一种酶来切割它以精确破坏基因或是插入新基Church研究小组设计gRNA靶向了猪肾细胞DNA中62个PERV序列共有的一个基因。在一小部分细胞中，CRISPR系统除去了每一个靶基因——是迄今为止通过单次CRISPR达到的最大数量基因改变。在实验室培养皿中这些编辑细胞用PERV感染人类肾细胞的能力下降了1000倍。
CRISPR的原开发者之一、加州大学伯克利分校分子生物学Jennifer Doudna说，这些细胞在62个位点经历DNA切割后存活了下来是相当惊人的。相同的方法还可用作为研究工具来探究人类基因组中许多重复序列的功能，其中一些似乎在病毒感染过程中被激活。“这或许会鼓励一些实验室说，‘嘿，让我们做一次大胆的改变。”其他一些研究小组已成功地一次改造6个位点，5个不同的基因。