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基因组编辑终结贫血

澳大利亚新南威尔士大学的研究人员发现,改变红细胞中DNA的单个碱基,可提高它们生产携氧血红蛋白的能力。这项成果于5月14日在线发表在《Nature Communications》上,有望带来镰状细胞贫血及其他血液疾病的治疗。


研究人员利用TALENs基因组编辑技术,将一个有益的、天然存在的遗传突变引入细胞中,从而打开了一个睡眠基因。对于大多数人,这个基因在子宫中激活,但在出生后关闭。


这项研究的领导者是新南威尔士大学的Merlin Crossley教授。他表示:“我们的实验室研究证明,改变DNA的一个碱基,就能减轻镰状细胞贫血和地中海贫血的症状。由于我们引入的遗传变异是天然存在的,因此这种方法应该是安全有效的。不过在应用于人体之前,我们还需要更多的研究。”


人类产生两种不同类型的血红蛋白 – 这种重要分子将氧气从肺运输到身体其他部位。“在子宫内的发育过程中,胎儿的血红蛋白基因被打开。这产生了胎儿血红蛋白,它对氧气有着高亲和力,让胎儿抢夺母亲血液中的氧气,”Crossley教授谈道。“不过在出生后,胎儿的血红蛋白基因关闭,而成人的血红蛋白基因打开。”


影响成人血红蛋白的突变是目前最常见的人类基因突变,全世界大约5%的人携带有缺陷的成人血红蛋白基因。若一个人遗传了两个突变基因,则血红蛋白受损,患上危及生命的疾病,如镰状细胞贫血和地中海贫血,这需要终身的输血和药物治疗。


然而,有些患者存在胎儿血红蛋白基因的有益突变。“这种好的突变让他们的胎儿血红蛋白基因在一生中都打开,并明显减轻了症状,”Crossley教授说。


于是,研究人员利用TALENs方法,在人的红细胞中引入这个单碱基突变。具体过程是在特定的位点切断基因,并提供所需的供体DNA,以便插入。“DNA的断裂对细胞是致命的,因此它们存在内部机制,利用备用的DNA来尽快修复任何切口,这就像你用身边备用的红毛线来补红袜子一样,”Crossley教授解释道。


如果基因组编辑技术被证明是安全有效的,那么它与其他方法相比有明显优势,比如传统的基因治疗,它利用病毒将健康基因导入细胞来取代缺陷细胞。值得一提的是,这种改变不会遗传,不同于近期引起争议的生殖细胞改造。


原文链接:Editing the genome to introduce a beneficial naturally occurring mutation associated with increased fetal globin


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