การตัด DNA ผิดบิตเป็นปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในการแก้ไขยีน ในการทดลองเมื่อเร็วๆ นี้ นักวิจัยได้ปรับเปลี่ยนเอนไซม์ Cas9 ในระบบ CRISPR/Cas9 เพื่อสร้างเวอร์ชันที่มีความเที่ยงตรงสูงซึ่งช่วยลดการตัดนอกเป้าหมาย กลุ่มที่นำโดย Feng Zhang ผู้บุกเบิก CRISPR/Cas9 จาก Broad Institute of MIT และ Harvard ได้ปรับแต่งส่วนต่างๆ ของเอนไซม์ Cas9 ทีมงานดังกล่าวยังได้ผลิตเครื่องตัดที่ไม่ค่อยแยก DNA ที่ไซต์นอกเป้าหมายทีมรายงานเมื่อปีที่แล้วในScience
ปัญหาอีกประการหนึ่งสำหรับการแก้ไขยีนคือ
เป็นการดีที่จะปิดการใช้งานหรือ “ทำลาย” ยีนที่ก่อให้เกิดปัญหาแต่ไม่สามารถแทนที่ยีนที่ไม่ดีได้ การทำลายยีนนั้นง่ายเพราะสิ่งที่ Cas9 ต้องทำคือตัด DNA โดยทั่วไปเซลล์จะตอบสนองโดยการติดกาวที่ปลายตัดกลับเข้าหากัน แต่เช่นเดียวกับชิ้นส่วนของแจกันที่แตก ข้อบกพร่องเล็ก ๆ ที่นำมาใช้ในการ regluing อาจทำให้ยีนของปัญหาผลิตโปรตีนที่ไม่ทำงาน การขจัดยีนออกอาจช่วยต่อสู้กับโรคฮันติงตันและความผิดปกติทางพันธุกรรมอื่นๆ ที่เกิดจากยีนรุ่นเดียวที่หลอกลวง
โรคทางพันธุกรรมหลายอย่าง เช่น โรคซิสติกไฟโบรซิสหรือ Tay-Sachs เกิดขึ้นเมื่อผู้คนได้รับสำเนายีนเดียวกันที่กลายพันธุ์และไม่ทำงานสองชุด การขจัดยีนเหล่านั้นออกไปไม่ได้ช่วยอะไร นักวิจัยจำเป็นต้องแทรกยีนที่ไม่เสียหายเพื่อฟื้นฟูสุขภาพ การแทรกยีนเริ่มต้นด้วยการตัด DNA แต่แทนที่จะติดกาวที่ปลายที่ตัดไว้ด้วยกัน เซลล์ต่างๆ จะใช้ DNA ที่เข้าชุดกันเป็นแม่แบบในการซ่อมแซมความเสียหาย
ในงานเอ็มบริโอของมนุษย์ครั้งใหม่นี้ Liu และเพื่อนร่วมงาน รวมทั้ง Wei-Hua Wang จากสถาบัน Houston Fertility Institute ในเท็กซัส ได้ทำการทดสอบการซ่อมแซมตัวอ่อนประเภทนี้เป็นครั้งแรกด้วยโครโมโซมชุดพิเศษ ประสิทธิภาพต่ำ ประมาณ 10 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ของตัวอ่อนมีการแก้ไขที่ต้องการ ก่อนหน้านี้นักวิจัยได้โต้แย้งว่าโครโมโซมที่เกินมาอาจขัดขวางกระบวนการแก้ไข ดังนั้นกลุ่มของหลิวจึงสร้างตัวอ่อนด้วยโครโมโซมแต่ละตัวปกติสองชุด (อันหนึ่งมาจากพ่อและอีกอันมาจากแม่) สเปิร์มจากผู้ชายที่มีโรคทางพันธุกรรมทั่วไปในประเทศจีนถูกนำมาใช้ในการปฏิสนธิกับไข่ ในการทดลองหนึ่ง กลุ่มของหลิวได้สร้างตัวอ่อน 10 ตัว โดยสองในนั้นมีการกลายพันธุ์ในยีนG6PD การกลายพันธุ์ในยีนนั้นสามารถนำไปสู่โรคโลหิตจางได้
จากนั้นทีมงานได้ฉีดโปรตีน Cas9 ที่ลากจูงไปยัง RNA
ไกด์ของมันแล้ว พร้อมกับ DNA ที่แยกจากกันซึ่งตัวอ่อนสามารถใช้เป็นแม่แบบสำหรับการซ่อมแซมยีนกลายพันธุ์ การกลายพันธุ์ของ G6PDถูกซ่อมแซมในตัวอ่อนทั้งสอง เนื่องจากตัวอ่อนทั้งสองมีการซ่อมแซม นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขามีประสิทธิภาพ 100 เปอร์เซ็นต์ แต่ตัวอ่อนตัวหนึ่งเป็นโมเสก: มันมีตัวแก้ไขในเซลล์บางส่วน แต่ไม่ใช่ทั้งหมด การทดลองอื่นเพื่อซ่อมแซมการกลายพันธุ์ใน ยีน HBBซึ่งเชื่อมโยงกับความผิดปกติของเลือด ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ 50 เปอร์เซ็นต์ แต่มีข้อบกพร่องทางเทคนิคอื่นๆ
นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบว่าการแก้ไขเพียงบางเซลล์ในตัวอ่อนจะเพียงพอสำหรับการรักษาโรคทางพันธุกรรมหรือไม่ ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยบางคนจึงคิดว่าอาจจำเป็นต้องถอยออกจากตัวอ่อนเพื่อแก้ไขเซลล์สารตั้งต้นที่ผลิตไข่และสเปิร์ม จอร์จ เชิร์ช นักพันธุศาสตร์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าว เซลล์พรีเคอร์เซอร์สามารถสร้างสำเนาของตัวเองได้หลายชุด ดังนั้นบางเซลล์จึงสามารถทดสอบเพื่อให้แน่ใจว่ามีการแก้ไขที่เหมาะสมโดยไม่มีการกลายพันธุ์นอกเป้าหมาย จากนั้นเซลล์ที่แก้ไขอย่างเหมาะสมจะถูกเกลี้ยกล่อมให้กลายเป็นตัวอสุจิหรือไข่ในจานทดลอง นักวิจัยได้ประสบความสำเร็จในการสร้างอสุจิและไข่ที่มีชีวิตจากเซลล์ต้นกำเนิดจากเมาส์ที่ปรับโปรแกรมใหม่แล้ว ( SN: 11/12/16, p. 6 ) สารตั้งต้นของสเปิร์มและไข่ของมนุษย์ได้รับการปลูกในอาหารในห้องแล็บ ( SN Online: 12/24/14) แต่นักวิจัยยังไม่ได้รายงานการสร้างตัวอ่อนมนุษย์ที่มีชีวิตจากเซลล์ดังกล่าว
นักวิจัยกล่าวว่าเทคโนโลยีในการแก้ไขเซลล์สืบพันธุ์ของมนุษย์ได้อย่างน่าเชื่อถือและปลอดภัยอาจต้องใช้เวลาอีกหลายปีในการพัฒนา
การแก้ไขเจิร์มไลน์ — ตามที่ทราบกันดีว่าการเปลี่ยนแปลงตัวอ่อน ไข่ และสเปิร์ม หรือสารตั้งต้นของพวกมัน — อาจไม่ใช่วิธีแรกที่ใช้ CRISPR/Cas9 เพื่อจัดการกับโรคทางพันธุกรรม แพทย์กำลังวางแผนการทดลองเพื่อแก้ไขยีนในเซลล์ร่างกายของผู้ป่วยอยู่แล้ว นักวิจัยกล่าวว่าการทดลองเหล่านี้มีคำถามด้านจริยธรรมน้อยลง แต่มีอุปสรรค์ในตัวเอง
“เรายังเหลือเวลาอีกไม่กี่ปี” แมคเคนซีกล่าว “แต่ฉันไม่เคยมีความหวังมากเท่านี้มาก่อน เพราะตอนนี้ฉันมีความสามารถของเทคโนโลยีนี้ในการเปลี่ยนแปลงชีวิตผู้คน”
credit : michaelkorsoutletonlinstores.com michelknight.com missyayas.com mobarawalker.com monirotuiset.net
