บรรณาธิการยีนที่กำหนดเป้าหมายฐาน DNA อาจไม่ปลอดภัยอย่างที่คิด
แม้แต่ตัวแก้ไขที่ดีที่สุดบางครั้งก็แนะนำการพิมพ์ผิด สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ไม่มีขั้นต่ำ นั่นเป็นความจริงไม่ว่าบรรณาธิการจะเป็นมนุษย์หรือเป็นเวอร์ชันของเครื่องมือแก้ไขยีนที่โด่งดังอย่าง CRISPR
นักวิจัยรายงาน ตัวแก้ไขยีน CRISPR ประเภทหนึ่งที่เปลี่ยนเบสดีเอ็นเอแต่ละเบส แทนที่จะตัดดีเอ็นเอ ทำให้เกิดการกลายพันธุ์ที่ไม่พึงประสงค์มากกว่าที่คาดไว้ในตัวอ่อนของหนูและต้นข้าว ข้อผิดพลาดเหล่านั้นเกิดขึ้นในสถานที่ที่เครื่องมือไม่ควรทำการเปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม ตัวแก้ไขฐานที่ผ่านการทดสอบอีกตัวหนึ่งไม่ได้ทำการแก้ไขที่ไม่ต้องการ ผลลัพธ์ถูกอธิบายไว้ในการศึกษา 2 ชิ้นที่เผยแพร่ออนไลน์ใน วันที่ 28 กุมภาพันธ์ในScience
นักวิจัยหวังว่าจะใช้ตัวแก้ไขพื้นฐาน CRISPR เพื่อปรับปรุงพืชผลหรือแก้ไขโรคทางพันธุกรรมในคนในวันหนึ่ง แต่ผลการวิจัยใหม่ชี้ให้เห็นว่าบรรณาธิการฐานบางคนยังคงมีความท้าทายที่จะเอาชนะก่อนที่จะปลอดภัยสำหรับการใช้งาน
David Liu นักชีววิทยาเคมี ผู้ตรวจสอบสถาบันการแพทย์ Howard Hughes แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าว เดิมทีทีมของเขาได้สร้างบรรณาธิการฐานที่ทดสอบในการศึกษาทั้งสองชิ้น แต่เขาไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาทั้งสอง “ชุมชนต้องการการทดสอบแรงดันในสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดเหล่านี้ เพื่อให้เราสามารถมั่นใจได้ว่ามีความปลอดภัยที่ดีเมื่อสารเหล่านี้เข้าสู่การทดลองทางคลินิก” เขากล่าว
CRISPR/Cas9 คือกรรไกรโมเลกุลที่ตัด DNA ในตำแหน่งที่แม่นยำ นักวิจัยใช้เครื่องมือแก้ไขยีนซึ่งเปิดตัวในปี 2555 เพื่อสควอชประชากรยุงในห้องแล็บ ฝึกเชอร์รี่บดให้เป็นพืชที่ปลูกง่ายขึ้น และดัดแปลงสัตว์และพืชอื่นๆ อีกนับไม่ถ้วน และปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ในประเทศจีนรายงานว่าเขาได้แก้ไข DNA ในทารกสองคนโดยใช้ CRISPR ( SN: 12/22/18, p. 20 ) แต่นักวิจัยกังวลว่าเครื่องมือนี้ยังไม่ปลอดภัยพอที่จะใช้ในมนุษย์
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา
นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้น CRISPR/Cas9 เวอร์ชันที่ไม่ตัด DNA แต่สามารถเปลี่ยนแปลงทางเคมีของเบส DNA แต่ละเบส ได้ ( SN: 11/25/17, p. 7 ) เช่น การลบดินสอและแก้ไขข้อผิดพลาด ฐาน DNA — แทนด้วยตัวอักษร A, C, G และ T—นำข้อมูลทางพันธุกรรมเกี่ยวกับการสร้างสิ่งมีชีวิต การเปลี่ยนแปลงหรือการกลายพันธุ์ในตัวอักษรเพียงตัวเดียวในบางครั้งอาจส่งผลร้ายแรง เช่น โรคหรือความผิดปกติ
“ตัวแก้ไขพื้นฐาน” ของ CRISPR ได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ไขการกลายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดโรคเหล่านี้ ตัวแก้ไขพื้นฐานคิดว่าปลอดภัยกว่าตัวแก้ไข DNA เพราะพวกเขาไม่ได้ตัด DNA จริงๆ แต่ไม่มีใครรู้ว่าเครื่องมือเหล่านี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม “นอกเป้าหมาย” บ่อยเพียงใด
ในการศึกษาด้วยเมาส์ นักวิจัยในจีนและแคลิฟอร์เนียได้คิดค้นการทดลองเพื่อทดสอบจำนวนการแก้ไขนอกเป้าหมายที่ทำโดยโปรแกรมแก้ไขยีน CRISPR สามประเภท สำหรับการทดสอบแต่ละครั้ง นักวิจัยได้ฉีดหนึ่งในสองเซลล์ในตัวอ่อนของหนูเมาส์ในยุคแรกพร้อมกับบรรณาธิการคนใดคนหนึ่ง เคล็ดลับทางพันธุกรรมทำให้นักวิจัยสามารถสร้างเซลล์ที่มีตัวแก้ไข และเซลล์ทั้งหมดที่เกิดขึ้นจากเซลล์เหล่านั้น จะเรืองแสงเป็นสีแดง ในขณะที่เซลล์ที่ไม่ได้รับการปรับแต่งจะยังคงไม่มีสี จากนั้นทีมงานได้แยกเซลล์ที่ถูกแก้ไขและไม่ได้ตัดต่อออกจากตัวอ่อนของเมาส์ และถอดรหัส DNA จากแต่ละกลุ่ม
เซลล์ที่แก้ไขด้วย CRISPR/Cas9 เวอร์ชันตัด DNA ไม่มีการกลายพันธุ์มากไปกว่าเซลล์ที่ไม่มีการตัดต่อ ซึ่งบ่งชี้ว่าเอนไซม์ Cas9 กำลังตัดเฉพาะเมื่อถูกควบคุม นักวิจัยพบว่าตัวแก้ไขฐานที่เปลี่ยนฐาน DNA A (สำหรับ adenine) เป็น G (guanine) ไม่ได้ทำให้เกิดข้อผิดพลาดเพิ่มเติม
แต่ตัวแก้ไขฐานที่เปลี่ยน DNA base C (สำหรับ cytosine) เป็น T (thymine) ทำให้เกิดการกลายพันธุ์บ่อยถึง 20 เท่าของการกลายพันธุ์ในเซลล์ที่ไม่มีการตัดต่อ การแก้ไขที่ไม่ต้องการยังค่อนข้างหายาก โดยเปลี่ยนฐานพิเศษ 283 ตัวในแต่ละตัวอ่อนโดยเฉลี่ย นั่นคือการพิมพ์ผิดที่หนึ่งในทุกๆ 20 ล้านฐาน Liu คำนวณ ข้อผิดพลาดหลายอย่างเกิดขึ้นในยีนที่เปิดใช้งานหรือใน DNA ที่ถูกคัดลอกเมื่อมีการแนะนำตัวแก้ไขพื้นฐานไปยังเซลล์ นักวิจัยที่ศึกษาบรรณาธิการในข้าวยังพบข้อผิดพลาดเพิ่มเติมจากไซโตซีนแต่ไม่ใช่อะดีโนซีน ซึ่งเป็นตัวแก้ไขพื้นฐาน
Lars Steinmetz นักพันธุศาสตร์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและผู้เขียนร่วมของการศึกษาตัวอ่อนของเมาส์กล่าว “ข้อมูลและความรู้เพิ่มเติมทั้งหมดที่เราได้รับเกี่ยวกับผลงานที่ดีของ [บรรณาธิการ] ทำให้เราเข้าใกล้การใช้ข้อมูลเหล่านี้อย่างเต็มศักยภาพ” เขากล่าว
Liu ที่ Broad Institute of MIT และ Harvard กล่าวว่า ความผิดพลาดของการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นโดยตัวแก้ไขไซโตซีนนั้นไม่ได้อยู่ที่ Cas9 เขาและเพื่อนร่วมงานได้สร้างตัวแก้ไขพื้นฐานที่ทดสอบแล้วทั้งสองตัวโดยยึดเอ็นไซม์แก้ไขให้เป็นเวอร์ชันของ Cas9 ที่ไม่สามารถตัด DNA ได้อีกต่อไป ( SN: 9/3/16, หน้า 22 ) จากนั้น Cas9 และ RNA ไกด์นำเอ็นไซม์แก้ไขที่จะทำการเปลี่ยนแปลง สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ไม่มีขั้นต่ำ
