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基因工程无不良副作用有助于抗击寄生虫

改良的CRISPR-Cas9基因编辑剪刀使苏黎世大学的研究人员能够对单细胞生物的遗传物质进行改变,这些改变与自然突变无法区分。这种方法可以为广泛的寄生虫弓形虫开发一种无害的实验活疫苗。

全世界约有三分之一的人口携带弓形虫,这种寄生虫使免疫系统较弱的人处于危险之中,并可能引发子宫畸形。单细胞病原体还导致农业经济损失,例如弓形虫病增加了绵羊流产的风险。

寄生虫具有复杂的生命周期,几乎可以感染所有温血动物,包括野生啮齿动物和鸟类。它仅通过猫被引入牲畜,从而被引入人类。在猫中,传染阶段形成为粪便,它们被包裹的卵囊排入粪便,并从那里进入食物链。

苏黎世大学Vetsuisse系寄生虫学教授兼研究与学术职业发展副院长Adrian Hehl说:“如果我们成功地防止了这些卵囊的产生,我们就可以减少弓形虫病的发生。” 他和他的研究小组开发了使此类干预成为可能的方法。

活疫苗可保护猫免受自然感染

在较早的研究中,研究小组已经鉴定出导致卵囊形成的各种基因。这使他们能够开发弓形虫病活疫苗。研究人员使用CRISPR-Cas9基因编辑剪刀关闭了这些必需基因,并用修饰过的寄生虫接种了猫。这些病原体不会产生感染性卵囊,但仍可以保护猫免受野生弓形虫的自然感染。

尽管CRISPR-Cas9可以对遗传物质进行精确修饰,但该过程也会因协议而异,因为错误和意想不到的遗传改变会潜入。现在,围绕Hehl的研究小组报告说,他们避免了使用这种不良副作用一种改良的技术。

在CRISPR-Cas9基因编辑过程中,科学家通常将环形的DNA片段(即所谓的质粒)插入细胞中。其中包含创建基因剪刀所需的所有信息以及识别遗传材料中所需位点的元素。因此,细胞产生了CRISPR-Cas9剪刀本身的所有成分。然而,此后质粒仍保留在细胞中,并可引发其他计划外的遗传变化。

基因剪刀消失得无影无踪

苏黎世团队使用的方法工作方式有所不同。研究人员在细胞外组装了预先编程的基因剪刀,然后将它们直接植入寄生虫中。遗传材料被操纵后,这些成分会迅速分解,仅保留所需的编辑。

Hehl解释说:“我们的方法不仅比传统方法更快,更便宜,更有效,而且还可以改变基因组序列而不会在细胞中留下痕迹。” “这意味着我们现在可以生产没有质粒或没有建立抗性基因的实验性活疫苗。”

基因工程立法落后

鉴于这些结果,Hehl质疑联邦政府的计划,以使CRISPR-Cas9基因组编辑服从现有的基因工程法律(以及已延期至2025年的暂停):“我们的方法是这种新技术与众不同的很好的例证”说,因为现在可以灭活基因而不会在遗传材料中留下不需要的痕迹,而这与自然发生的突变是无法区分的。与基因工程的许多其他有争议的应用不同,此程序不会影响食品的生产,因此不构成对食品链的直接干预。

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