“既然你學過基因學,那應該知道基因編輯的方法分為幾種,怎麼肯定基因能量公司是利用成簇規律間隔短迴文重複技術實現基因編輯的呢?”
“確實,基因編輯分為四種,其一,巨型核酸酶,眾所周知,常用的限制酶在切割DNA方面是有效的,但它們通常在多個位點進行識別和切割,特異性較差,而巨型核酸酶是最特異的天然存在的核酸酶,所以它也是四種方法中效率最差的,受到其DNA結合元件和切割元件制約,它在每1,000個核苷酸中才能識別一個潛在的靶標,而且這種方法的精確度都是不可預測的。顯然,基因能量公司不會選擇這種辦法。”
“其二,鋅指核酸酶,鋅指核酸酶是一個經過人工修飾的核酸酶,它透過將一個鋅指DNA結合結構域與核酸酶的一個DNA切割結構域融合而產生。透過設計鋅指結構域就可以實現對目的基因的特定DNA序列的靶向切割,這也使得鋅指核酸酶能夠定位於複雜基因組內的獨特的靶向序列。透過利用內源DNA修復機制,鋅指核酸酶可用於精確修飾高等生物的基因組。ZFN也就是鋅指核酸酶,雖然克服了巨型核酸酶的侷限性,在每140個核苷酸中可有一個識別位點,但因為DNA結合元件的相互影響,ZFN同巨型核酸酶差別不大,兩種方法的精確度都是不可預測的。”
“其三,轉錄啟用樣效應因子核酸酶,簡稱TALEN,TALEN是經過基因工程改造後的可以切割特定DNA序列的限制酶。TALEN是透過將一個TAL效應子DNA結合結構域與核酸酶的一個DNA切割結構域融合而獲得的。TALENs可以被設計成與幾乎任何所需的DNA序列結合,因此當與核酸酶結合時,DNA可以在特定位置進行切割。TALEN比前兩種方法更高效,而且準確率也是所有方法中最高的,但遺憾的是,TALEN只能針對特定的DNA進行切割,所以這導致其成本太高。”
“最後一種方法,那就是成簇規律間隔短迴文重複技術,CRISPRCas是原核生物免疫系統,賦予原核生物對如存在於質粒和噬菌體中的外來遺傳物質的抗性,是一種獲得性免疫系統,攜帶間隔序列的RNA有助於Cas蛋白識別並切割外源致病DNA。其它RNA指導的Cas蛋白切割外源RNA,CRISPR核酸酶相比TALEN的精確度略低,但它確有一個其他三種方法都不具備的優勢,那就是可以使用其~80nt CRISPR sgRNA直接定位不同的DNA序列,以此可大大節約成本的同時,還能大大提高時效性。所以,如果我是基因能量公司高層,肯定會選擇成簇規律間隔短迴文重複技術。”
就在秦然講解的時候,不少生物基因學暗暗點頭,他們聽得出,秦然不是說大話,他真的自學過生物基因學,並且在生物基因學上的造詣不低,水平至少和生物基因學一級高工持平。因為隨便去拉十個普通生物基因學的研究人員,恐怕有九個都不能將基因編輯的四種方法闡述清楚。
但秦然的講解還沒有結束。
“相比巨型核酸酶和鋅指核酸酶,CRISPRCas的精確度已經很高了,但脫靶效應仍然是基因編輯中最大的副作用......”
此時有專家打斷秦然:
“CRISPRCas9技術發明人之一詹妮弗·杜德納三年前已經證實,抗 CRISPR蛋白能將 CRISPR導致的脫靶效應降低四分之一,其中“AcrllA4”的蛋白甚至能將脫靶效應發生率減少 4倍,而整個過程中目標位點的基因編輯沒有受到絲毫影響,還有”
秦然不緊不慢搶過話頭:“你是想說去年3月18日,約瑟夫·邦迪德努米團隊在李斯特細菌中發現了 4種能夠阻斷 CRISPRCas9活性的蛋白質,其中包括 AcrllA4蛋白。4月25日,他們團隊又在從一種腦膜炎細菌中發現了另 3種這類蛋白質。”
“額!”被打斷話的專家一愣,秦然說的,好像真是他準備說的。
等等,感覺哪裡不對,是了,你一個機械類的科研人員,關注生物基因技術幹嘛,這不是搶飯碗嘛,難道要逼著我們搞生物基因的去學機械?
秦然繼續說下去。
“抗 CRISPR蛋白能將 CRISPR導致的脫靶效應降低四分之一,“AcrllA4”的蛋白甚至能將脫靶效應發生率減少 4倍,但即使這樣,仍然達不到TALEN95.7%的精確率,脫靶效應仍然存在。即便將來可以把這個精確度提升到99%,那也還有1%的機率脫靶。就像矽元素,實驗室能製出99.9999999999%的矽,單仍有十億分之一的雜質。”
“相比十億分之一的機率,1%太大,我們就假設脫靶效應的機率是十億分之一,在這個數字足夠小了吧,但相比動物身體中龐大的DNA數目,雙方做乘法得出的數字依然巨大。”
“我們可以拿人體為例子簡單推算一下,人體由4060萬億個細胞組成,我們取中間值50萬億,每個細胞含30億個鹼基對,當然,這是大致推算,就不排除紅細胞、生殖細胞、線粒體等特殊存在。也就是說,人體大約有1500萬億億個鹼基對,想要對這麼多鹼基對進行編輯,即便將脫靶效應的機率降到十億分之一,仍然會150萬億次產生脫靶效應。這個數字,依舊龐大到無法想象。”
“脫靶效應會引發什麼樣的後果呢,去年8月30日,國外一篇名為“Unexpected&nutations after CRISPRCas9 editing in vivo”的論文提到過,論文稱,CRISPS能夠引入數百種意想不到的突變到基因組,其中包括了單核苷酸突變和基因組非編碼區域的突變。”
“所以我個人認為,芝加哥出現的巨獸,之所以表現出強烈的攻擊性,和脫靶突變有關。”
當秦然丟擲自己的觀點,瞬間,整個會議室都轟動了。