基因組編輯使遺傳病止步於受孕前_風聞

最近，英國巴斯大學生物學&生物化學系的科學家們，開發出一種新技術，將簡化生物醫學研究，並且有望在受孕之前預防遺傳性疾病的發生。相關研究結果最近發表在Nature旗下子刊《Scientific

Reports》，在這項研究中，科學家使用“分子剪刀”，編輯受精過程中的小鼠卵子或精子DNA。基因編輯是近年來發展起來的可以對基因組完成精確修飾的一種技術，自從該技術出現以來，科學家們一直致力於將該技術應用於人類遺傳病的研究與治療。此前，分別在Cell Research和PLOS ONE發表的兩項研究，展示了用基因組編輯技術，編輯精原幹細胞的基因組，來治療遺傳性疾病。相關閲讀：2篇論文利用基因組編輯治療遺傳疾病。

最近，英國巴斯大學生物學&生物化學系的科學家們，開發出一種新技術，將簡化生物醫學研究，並且有望在受孕之前預防遺傳性疾病的發生。相關研究結果最近發表在Nature旗下子刊《Scientific

Reports》，在這項研究中，科學家使用“分子剪刀”，編輯受精過程中的小鼠卵子或精子DNA。研究人員使用Cas9酶，切開基因組中的一個精確點，從而使他們能夠準確地抑制一個特定基因。這使得科學家們能夠在接近1個月的時間內製備出一個“基因敲除”小鼠模型，來研究特定基因的功能，而使用常規技術則需要6個月。

這一強大的工具，將會加快生物醫學研究，並有望減少基礎醫學實驗中所用動物的數量。本文資深作者、哺乳動物分子胚胎實驗室的Tony

Perry博士解釋説：“我們真的為這項研究感到興奮。此前，在已確定的胚胎中已經證明了這一技術，但是我們表明，我們能夠在受精前後、胚胎正要開始發育的時候，準確地編輯精子或卵子中的基因。”“Cas9酶通過切割基因組中一個精確點上的DNA而起作用。細胞能夠修復這個切口，但是會在重新連接它們之前咬掉磨損的末端，從而破壞了該基因的功能。”

“這一技術有許多令人興奮的潛在應用。它可以為牲畜提供抗病性，或者可能提供一種方法，在臨近懷孕的時候預防嚴重的遺傳性疾病，例如讓致命遺傳疾病（如囊性纖維化）攜帶者孕育健康嬰兒，而避免了把疾病傳遞給後代的風險。”研究人員預期，也可以用這種方法，將一些大型動物的器官移植到人類體內，通過使器官免疫隱形，從而避免發生排斥反應問題。Perry博士補充説：“對於等待免疫匹配器官的移植外科醫生和患者來説，這是一個夢想。這意味着，有一天可能移植這些工程器官——即使直到一個相配的人類器官出現，並挽救更多的生命。”

原文：Asymmetric parental genome engineering by Cas9 during mouse meiotic exit

Abstract: Mammalian genomes can be edited by injecting pronuclear embryos with Cas9 cRNA and guide RNA (gRNA) but it is unknown whether editing can also occur during the onset of embryonic development, prior to pronuclear embryogenesis. We here report Cas9-mediated editing during sperm-induced meiotic exit and the initiation of development. Injection of unfertilized, mouse metaphase II (mII) oocytes with Cas9 cRNA, gRNA and sperm enabled efficient editing of transgenic and native alleles. Pre-loading oocytes with Cas9 increased sensitivity to gRNA ~100-fold. Paternal allelic editing occurred as an early event: single embryo genome analysis revealed editing within 3 h of sperm injection, coinciding with sperm chromatin decondensation during the gamete-to-embryo transition but prior to pronucleus formation. Maternal alleles underwent editing after the first round of DNA replication, resulting in mosaicism. Asymmetric editing of maternal and paternal alleles suggests a novel strategy for discriminatory targeting of parental genomes.