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圖右為使用CRISPR技術(shù)培育出國(guó)外科技界最新資訊今天的紅眼扁頭泥蜂國(guó)外科技界最新資訊今天,圖左為正常扁頭泥蜂。
新浪科技訊 北京時(shí)間4月25日消息,據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,加州大學(xué)河濱分校阿克巴里實(shí)驗(yàn)室(Akbari lab)的研究人員培育出國(guó)外科技界最新資訊今天了一種新型紅眼黃蜂。
此舉是為了證明基因編輯工具CRISPR可成功運(yùn)用在體型迷國(guó)外科技界最新資訊今天你的扁頭泥蜂(jewel wasps)身上,為科學(xué)家提供了了解黃蜂生理特點(diǎn)的新途徑。例如,雄性黃蜂只需用一些“自私的基因”,便可確保自己的后代全部為雄性。
領(lǐng)導(dǎo)該研究團(tuán)隊(duì)的昆蟲(chóng)學(xué)助理教授奧馬爾·阿克巴里(Omar Akbari)指出,沒(méi)人知道部分雄性黃蜂是“如何殺死雌性黃蜂胚胎、只產(chǎn)生雄性后代”的。“要想弄清這一點(diǎn),我們需要找到它們的父系性比超數(shù)染色體(paternal sex ratio chromosomes,簡(jiǎn)稱PSR),也許我們可使PSR染色體的部分區(qū)域變異、從而判斷哪些基因?qū)@一功能起到了關(guān)鍵作用。”
利用相對(duì)較新的CRISPR技術(shù),科學(xué)家可將RNA和蛋白質(zhì)等物質(zhì)注入細(xì)胞內(nèi),從而尋找、剪切或修改DNA的特定片段,然后觀察修改后的DNA對(duì)生物體有何影響。
阿克巴里此次研究的終極目標(biāo)是,進(jìn)一步了解黃蜂和其它昆蟲(chóng)的生理特性,從而找到控制農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)或傳染瘧疾等疾病害蟲(chóng)的方法。但科學(xué)家首先要知道如何在這么小的生物身上運(yùn)用CRISPR技術(shù)。人們此前從未這么做過(guò),因?yàn)檫@項(xiàng)任務(wù)看起來(lái)頗為嚇人。扁頭泥蜂將卵產(chǎn)在麗蠅的蛹中,因此科學(xué)家要先把蛹剝開(kāi),才能看到其中小小的卵。
這些卵有多小呢?假設(shè)麗蠅的卵袋約為一顆豆子那么大,那么扁頭泥蜂的卵“只有一粒米的四分之一那么大。我們需要將一顆小小的卵從較大的卵中拿出來(lái),注入使DNA變異的物質(zhì),再將它放回較大的卵中,讓它孵化出來(lái)”。
在阿克巴里的研究中,該團(tuán)隊(duì)決定切除控制黃蜂眼睛顏色的基因(黃蜂的眼睛通常為黑色)。“我們選取了一種效果明顯的基因。我們從之前的研究中得知,如果控制眼部色素的基因被切除,眼睛就會(huì)變成紅色,因此很適合開(kāi)展基因編輯研究。”阿克巴里指出,“大大的、漂亮的紅色眼睛肯定不容忽視。”
但這一工作并不容易。“你要用一根非常、非常細(xì)的針,在顯微鏡下操作,每個(gè)人要注射數(shù)千個(gè)胚胎。不過(guò)我們最終找到了一種可以切除目標(biāo)DNA的方法,并證明了其可行性。”阿克巴里指出,該技術(shù)頗具挑戰(zhàn)性。“但可以通過(guò)學(xué)習(xí)掌握。你的雙手不能抖動(dòng),而且要對(duì)這種微小的操作有足夠的耐心。我們實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員Ming Li就出色地掌握了這一技術(shù)。”
而他們培育出的紅眼黃蜂暫時(shí)還不能獲得自由。被切除的DNA使這一特征可以遺傳下去,因此它們的子孫也將擁有紅眼睛。科學(xué)家希望有一支穩(wěn)定的昆蟲(chóng)家族用于研究,因此這對(duì)于他們來(lái)說(shuō)再理想不過(guò)。(葉子)
CRISPR編輯人類胚胎有效性首次獲證
廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心劉見(jiàn)橋主任16日接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示,他們課題組首次用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)對(duì)6個(gè)可移植人類胚胎進(jìn)行基因編輯,成功修復(fù)了其中3個(gè)胚胎內(nèi)的遺傳變異。新研究不僅推翻了之前CRISPR技術(shù)不能有效編輯人類胚胎的結(jié)論,更讓人類向“設(shè)計(jì)”出不會(huì)患某些遺傳性疾病的嬰兒邁出重要一步。
課題組在德國(guó)著名期刊《分子遺傳學(xué)和基因組學(xué)》上發(fā)表論文稱,用CRISPR-Cas9技術(shù)編輯人類胚胎面臨兩大挑戰(zhàn):安全性和有效性。在糾正致病性變異過(guò)程中,一些正常基因也會(huì)“躺槍”,被誤編輯,從而可能導(dǎo)致癌癥。但是,由于這種有誤編輯發(fā)生的幾率很少,且已有技術(shù)能在移入子宮前檢查胚胎內(nèi)是否發(fā)生這類問(wèn)題,科學(xué)界對(duì)此并不擔(dān)心。而有效性更受關(guān)注,CRISPR技術(shù)在讓某些基因失活方面效果明顯,但在編輯胚胎需要的修復(fù)錯(cuò)誤基因方面表現(xiàn)不佳。而試管嬰兒手術(shù)一次往往只能獲得幾個(gè)胚胎,提高修復(fù)效率非常重要。
之前有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組報(bào)道在利用CRISPR技術(shù)修復(fù)人類胚胎中沒(méi)有獲得成功。但這次實(shí)驗(yàn),劉見(jiàn)橋課題組利用試管嬰兒手術(shù)患者捐獻(xiàn)的未成熟卵細(xì)胞,誘導(dǎo)它們成熟后,讓其與患有遺傳疾病的男性精子受精。實(shí)驗(yàn)組獲得6個(gè)單細(xì)胞胚胎,并成功修復(fù)了其中3個(gè),證明了CRISPR技術(shù)在修復(fù)活胚胎中的有效性。