一篇里程碑式的论文声称,使用基因组编辑技术清除了人类胚胎中一种致命的突变,但现在出现了对其真实性的质疑。在8月28日发布在bioRxiv.org预印本服务器上的一篇文章中,一个由著名的干细胞科学家和遗传学家组成的团队质疑该突变是否真的被修复了。
8月2日发表在《自然》杂志上的论文由俄勒冈健康科学中心波特兰分校的生殖生物学家肖赫拉特·米塔利波夫领导,该论文描述了在数十个可存活的人类胚胎中纠正一种导致肥厚型心肌病的心脏疾病的突变的实验。
与之前的人类胚胎编辑研究相比,米塔利波夫的团队报告说,在修复基因中导致疾病的突变方面取得了很高的成功率。该团队声称,CRISPR-Cas9基因组编辑工具能够用来自卵细胞的正常拷贝替换由精子携带的MYBPC3基因的突变版本,从而产生两个正常拷贝的胚胎。米塔利波夫的团队还在引入CRISPR机制的同时引入了该基因的健康版本,但他们发现,被纠正的胚胎避开了它,而选择了来自母体的版本。
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但由纽约市哥伦比亚大学的干细胞科学家迪特·埃格利和纽约市纪念斯隆凯特琳癌症中心的发育生物学家玛丽亚·贾辛领导的一个团队表示,有理由怀疑这是否真的发生了。马萨诸塞州波士顿哈佛医学院的遗传学家乔治·丘奇也是该论文的作者之一。
在他们的bioRxiv论文中,埃格利和贾辛表示,没有合理的生物学机制来解释如何根据卵细胞中的基因版本来纠正精子中的基因突变。他们说,更可能的情况是,米塔利波夫的团队实际上未能修复该突变,并且因使用不充分的遗传分析而被误导,以为他们已经修复了该突变。埃格利和贾辛拒绝置评,因为他们说他们已将文章提交给《自然》杂志。
米塔利波夫在一份声明中说:“埃格利等人提出的批评并没有提供任何新的结果,而是依赖于对我们结果的替代解释,而这些解释纯粹是推测。”
但是,《自然》新闻团队联系的其他科学家也表达了埃格利和贾辛的担忧。(《自然》新闻团队在编辑上独立于其期刊团队。)英国巴斯大学的生殖生物学家安东尼·佩里说,受精后,卵子和精子的基因组位于卵细胞的两端,并且每个基因组都被膜包裹几个小时。佩里说,这一事实会使CRISPR难以利用卵子的基因版本来修复精子的突变,这是一种称为同源重组的过程。“很难想象亲本基因组之间如何跨越如此巨大的细胞距离发生重组,”他说。
埃格利和贾辛在他们的论文中提出了这个问题。他们认为,米塔利波夫的团队之所以被误导认为他们已经纠正了该突变,是因为他们依赖于一种无法检测到基因组编辑实验中更可能的结果的遗传分析:CRISPR实际上是在父系基因中引入了一个大的缺失,而他们的遗传分析没有发现这一点。Cas9酶会破坏DNA链,细胞会试图通过随意地将基因组拼接在一起来修复损伤,这通常会导致DNA字母缺失或多余。
澳大利亚国立大学堪培拉分校的遗传学家加埃坦·布吉奥说,这种解释是有道理的。“在我看来,埃格利等人令人信服地提供了一系列令人信服的论点,解释说,通过自我修复来纠正有害突变是不太可能发生的。”
埃格利团队提出的另一种可能性是,这些胚胎的产生没有精子的遗传贡献,这一过程被称为孤雌生殖。米塔利波夫的团队表明,他们从基因编辑的胚胎中提取的6个胚胎干细胞系中,只有2个含有父系基因组。
伦敦弗朗西斯·克里克研究所的发育生物学家罗宾·洛弗尔-巴奇表示,在早期人类胚胎中可能存在一种“新的或未知的”生物学机制,可以解释米塔利波夫的团队如何以所声称的方式纠正胚胎的基因组。他希望先听取米塔利波夫的说法,然后再下结论。“它只是说我们需要了解更多,而不是说这项工作不重要,”洛弗尔-巴奇在谈到埃格利和贾辛的论文时说。
在声明中,米塔利波夫的团队表示他们坚持自己的结果。“我们将在几周内以正式的同行评审答复的形式逐点回应他们的批评,”他说。
本文经许可转载,并于2017年8月31日首次发表。