器官移植成功以來(lái),已經(jīng)成為挽救某些器官衰竭患者的最后一招,但器官移植最大的制約因素是器官來(lái)源問(wèn)題,依靠人類(lèi)或死者捐獻的數量遠遠無(wú)法滿(mǎn)足需要,大量患者在等待器官過(guò)程中病情惡化死亡。多年來(lái),科學(xué)家和醫生夢(mèng)想用豬制造出可以移植給人類(lèi)的器官,因為這樣可以徹底解決器官移植存在的最大困難。利用豬制造人類(lèi)器官主要考慮豬的器官大小和形狀最接近人類(lèi),基因也接近人類(lèi)。但畢竟存在許多與人類(lèi)不同的基因。為了克服這種問(wèn)題,一個(gè)策略就是對豬的基因進(jìn)行系統批量修改和滅活。但是,設想很容易,進(jìn)行多基因修飾的技術(shù)并不是那么容易實(shí)現的。過(guò)去有人曾經(jīng)一次敲除6個(gè)以上的基因,就會(huì )被學(xué)術(shù)界稱(chēng)為技術(shù)牛人,如果一次修飾幾十個(gè)基因,會(huì )怎么樣。
不過(guò)這種大規?;蚯贸托揎椉夹g(shù)已經(jīng)被解決,正是使用今年預測為諾貝爾化學(xué)獎呼聲非常高的CRISPR基因編輯技術(shù)。
為減少人類(lèi)免疫系統的攻擊,科學(xué)家對包括嵌入在豬的基因組中60多個(gè)病毒基因同時(shí)進(jìn)行滅活修飾。這是過(guò)去進(jìn)行的多基因敲除基因數量的10多倍!這些科學(xué)家認為自己已經(jīng)掌握了制造適合于移植給人類(lèi)的動(dòng)物器官技術(shù)。這一研究結果是2015年10月5日美國科學(xué)院組織的人類(lèi)基因編輯會(huì )議上被公布的。哈佛大學(xué)醫學(xué)院遺傳學(xué)家GeorgeChurch宣布了他們團隊使用CRISPR基因編輯技術(shù),一次性滅活62個(gè)豬的內源性逆轉錄病毒PERVs。豬基因組內有許多PERVs,雖然這種病毒不能使豬患病,但是人們擔心這些病毒序列會(huì )威脅接受移植患者的生命。Church小組對豬胚胎的另外20多種基因也進(jìn)行了修飾,這些基因編碼的蛋白質(zhì)分布在細胞表面,能啟動(dòng)人類(lèi)免疫系統或導致血液凝固。研究仍沒(méi)有正式發(fā)表,為了保密,他拒絕透露具體的基因名稱(chēng)。這些被基因修飾的豬胚胎,有62個(gè)內病毒基因被沉默,有20多個(gè)基因序列被修改。
Church說(shuō)這是自己10年來(lái)的愿望,他在波士頓與別人合伙創(chuàng )辦了一家生物技術(shù)公司eGenesis,致力于優(yōu)化和簡(jiǎn)化這一技術(shù)。Church公開(kāi)了一些自己團隊的多基因編輯技術(shù),但是他說(shuō)這些被基因編輯好的豬胚胎正準備移植到豬媽媽子宮內。eGenesis在哈佛大學(xué)醫學(xué)院建立了一套設施,這些出生的豬將在哪里隔離生長(cháng)。
發(fā)明CRISPR技術(shù)的霍華德休斯醫學(xué)研究所的研究員,加州大學(xué)伯克利分校生物化學(xué)和分子生物學(xué)教授JenniferA.Doudna,2015年被湯森路透公司預測諾貝爾化學(xué)獎。她表示自己對使用CRISPR技術(shù)進(jìn)行多基因編輯印象深刻,如果這種技術(shù)真的可行,那么將對合成生物學(xué)具有重要推動(dòng)作用,意味著(zhù)科學(xué)家能隨意對多種基因進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。哈佛大學(xué)醫學(xué)院干細胞學(xué)家GeorgeDaley認為,編輯多個(gè)基因的技術(shù)將來(lái)也能成為治療人類(lèi)疾病的方法,因為許多疾病涉及多基因。