bioRxiv：英美最新研究提示：人类胚胎中的CRISPR基因编辑会造成染色体混乱

基因数列主编（gene editing）是一种能比较可靠地对生物体线粒体特定期望基因数列进行修饰的一种取而代之兴基因数列工程高效率。CRISPR高效率是在20世纪90年代初见到的，并迅速成为进化微生物学、农牧业和微微生物学等层面最流行的基因数列主编方法。

值得注意这些研究课题在本月发表在预印本bioRxiv。研究课题见到，进化受精细胞内当中的CRISPR基因数列主编亦会造成细胞内核混乱，标准评估步骤可能会遗漏了靶氨基酸附近的变动。总的来话说，这些研究课题使微生物学家更加洞察了CRISPR–Cas9主编当中被低估的风险。

阿德莱德维多利亚州国立大学的微微生物学家Gaétan Burgio话说：“期望效应某种程度，而且消除上去亦会更加不便。”

这些确保安全问题可能会亦会惹来有关微生物学家对是否应主编进化受精细胞内以预防帕金森氏症的争论，这是非常有争议的，因为它对线粒体造成了永久性的发生变化，可以世代相传。加利福尼亚大学的Fyodor Urnov话说：“如果用于受精目的的进化受精细胞内主编或受精；也主编是太空飞行，那么取而代之数据就相当于火箭起飞前在发射台爆炸。”

不必要的效应

研究课题医务人员在2015年进行了可用CRISPR主编进化受精细胞内的第一个实验。从那以后，世界各地的少数工作团队开始探求这一操作过程，目的是对基因数列进行可靠的主编。但是这样的研究课题即便如此很少，而且受到严格的约束。

英国纽卡斯尔大学的受精动物学家Mary Herbert话说：“月所的研究课题话便是，我们对于进化受精细胞内如何复原那些被线粒体主编方法大块的DNA广为人知甚少，这是CRISPR–Cas9主编的关键性。在开始可用DNA大块蛋白酶在此之前，我们就非常需要知道其当中亦会时有发生什么样的发生变化。”

在都柏林弗朗西斯·里德研究课题所的发育动物学家Kathy Niakan及其朋友的研究课题当中，他们可用CRISPR–Cas9在POU5F1基因数列当中产生凋亡，这对受精细胞内发育很重要。在18个经过线粒体主编的受精细胞内当中，约22％包含不想要的变动，这些变动负面影响了POU5F1周围的大量DNA 。它们以外DNA缩合和数千个DNA氨基酸的遗漏，这最大限度少于了研究课题医务人员可用这种步骤的意图。

另一个研究课题工作团队，由布鲁克林哥伦比亚大学的干细胞内动物学家迪特·埃西蒙（Dieter Egli）领导的微生物学家，研究课题了由体内产生的受精细胞内，该体内在EYS的基因数列当中带有致盲凋亡。该工作团队可用CRISPR–Cas9来尝试有错该凋亡，但是大约一半的受试受精细胞内丢弃了EYS所在细胞内核的大部分片段（有时甚至是整个细胞内核）。

第三个研究课题工作团队，波特兰俄勒冈生活品质与微生物学大学的受精动物学家Shoukhrat Mitalipov领导的微生物学家，研究课题了不具备导致心脏病凋亡的体内培育的受精细胞内。这个工作团队见到的一些可能会断定，基因数列主编负面影响了细胞内核当中含有凋亡基因数列的大片区域。

不可得出结论的复原

这些变动是线粒体主编方法压制DNA复原操作过程的结果。CRISPR–Cas9可用一小段RNA将Cas9蛋白酶导向线粒体当中不具备十分相似数列的氨基酸。然后，这种蛋白酶割断了该部位的两条DNA支链，再由细胞内的复原；也统复原这个缺口。

基因数列主编时有发生在复原操作过程当中：大多数情况下，细胞内可用一种易错机制来封闭切口，这种机制亦会插入或删除少量的DNA氨基酸。如果研究课题医务人员提供一个DNA模板，细胞内有时可能会亦会按照这个数列来补强内脏，从而远超真正的基因数列草稿。然而崩落的DNA也亦会导致细胞内核大区域的混乱或丢弃。

先前在人体内受精细胞内和其他进化细胞内当中可用CRISPR的研究课题已经显然，主编细胞内核亦会造成巨大的、不必要的负面影响。但Urnov话说，在进化受精细胞内当中显然这项管理工作也很重要，因为各有不同的细胞内种类对线粒体主编的质子化可能会各有不同。

在许多实验当中，这样的缩合可能会亦会被相反，如单个DNA氨基酸的发生变化，或者只插入或删除几个氨基酸。然而，月所的研究课题主要用途针对靶氨基酸附近的大量遗漏和细胞内核缩合进行了研究课题。Urnov话说：“从直到现在开始，我们学界的所有人都确实比在此之前更认真地对待这件事。这不是每每的保命。”

基因数列发生变化

这三项研究课题对DNA变动的产生提供了各有不同的断言。Egli和Niakan的研究课题工作团队将其受精细胞内当中注意到到的大部分变动所致大的遗漏和缩合。Mitalipov的研究课题工作团队则话说，他们见到的40%的变动是由一种统称基因数列切换的现象惹来的，在这种现象当中，DNA复原操作过程从一对细胞内核当中的一条细胞内核复制一个数列，从而治疗者另一条细胞内核。

Mitalipov和他的朋友在2017年报导了类似的见到，但一些研究课题医务人员对受精细胞内当中可能会时有发生频频的基因数列切换持怀疑态度。他们声称，在基因数列切换时有发生时，母本和父本的细胞内核非常相邻，研究课题工作团队用来核对基因数列切换的统计分析可能会是在检测其他细胞内核的变动，以外遗漏。

Egli和他的朋友在月所的研究课题当中直接检测了基因数列切换，但并未找到，Burgio声称，Mitalipov可用的统计分析步骤与2017年他们可用的步骤十分相似。首尔国立大学的微微生物学家金秀珍（Jin Soo Kim）话说，一种可能会是崩落DNA在细胞内核上各有不同位置的愈合手段各有不同。

原始应是：

Michael V. Zuccaro， Jia Xu， Carl Mitchell， et al. Reading frame restoration at the EYS locus， and allele-specific chromosome removal after Cas9 cleage in human embryos. doi： https：//doi.org/10.1101/2020.06.17.149237.