Josiah Zayner
本文轉載自“環球科學ScientificAmerican”。
改變自身基因的生物駭客
在試驗中, Josiah Zayner用CRISPR技術敲除了肌肉生成抑制素(Myostatin, 簡稱MSTN)基因, 並希望借此增強自己的肌肉。
2015年, 中國科學家曾經利用CRISPR技術成功培育出兩隻MSTN基因敲除狗, 基因敲除是指將目標基因從功能上滅活, 這種方法讓動物的某一特定基因不再發揮作用。 在這一研究中, 所獲得的基因敲除狗的肌肉在4月齡時就比普通狗更為發達, 成年以後也具有更強的運動能力。 不過, 敲除MSTN基因是否能夠導致人體肌肉的增長, 目前並沒有被證實。
中國科學家培育的, 15個月齡時的MSTN基因敲除比格犬
科學家在動物試驗中取得的成果, 增添了Josiah Zayner的信心, 他在自己的左前臂上進行了增肌試驗。 “當然我並不會像這些狗一樣, ”Josiah Zayner稱, “DNA只會進入到我所注射的區域。 ”
MSTN基因突變的惠比特犬(左), 與MSTN基因正常的惠比特犬(右)對比圖
在2017年8月的一次生物駭客活動中, Josiah Zayner向在場的生物駭客們介紹了如何在車庫中進行基因工程實踐。
在2017年12月英國衛報對Josiah Zayner的採訪中, 當被問道他的胳膊目前有沒有變化的時候, Josiah Zayner稱, 在相似的動物研究中, 四至六個月之後才能看到結果。 “我希望我胳膊中的一些細胞已經發生變化, 不過我還在開發一些測試來檢測這種變化。 ”
有勇氣在自己身上進行基因工程實踐的人,
6年前, Roberts被診斷患有愛滋病。 在經過兩年常規治療後, 他表示“恨透了”藥物的副作用, 他希望用一種其他方法治癒愛滋病。 他在自己的腹部完成了此次注射, 他所注射的液體中含有數十億計的質粒, 這些環狀DNA片段被認為能夠促進N6抗體生成。 2016年, 美國國立衛生研究院研究小組發現, 在實驗室條件下, N6抗體可以中和98%愛滋病毒菌株,
Tristan Roberts直播自己進行基因治療的過程
官方禁令
人們對生物駭客的興趣越發興起, 便宜的基因材料越來越容易獲得, 再加上網路上亦出現用CRISPR編輯基因的教程, 美國官方和研究組織紛紛發出反對聲音。 近期,美國食品藥品監督管理局(FDA)和美國基因與細胞治療學會(ASGCT)分別在其官網發佈相關聲明。
今年11月21日,FDA在其官網上發佈聲明,其中明確指出,任何在人體中使用CRISPR-Cas9基因編輯的行為都被認為是基因治療,而基因治療產品應由FDA的生物製品評估和研究中心(CBER)來監管。FDA已經意識到,人們現在可以方便地接觸到用於DIY的基因治療產品,這所有的相關產品都是違法的,FDA非常擔心其中存在的安全隱患。
雖然FDA並沒有提到任何公司或者產品的名字,但是Josiah Zayner認為,FDA在網上發佈的資訊是針對他的。因為,Josiah Zayner不僅在自己身上做試驗,他還擁有一家公司,銷售CRISPR DIY的相關產品,在他的公司官網上,一套敲除MSTN基因的CRISPR/Cas9工具僅需20美金。在FDA對基因治療的定義中,即使基因編輯的目的不是治療疾病,但仍屬於基因治療的範疇。因此,Josiah Zayner所銷售的CRISPR產品也在監管範圍內,未經批准進行銷售屬於違法行為。
在FDA將“在人體內使用CRISPR進行基因編輯”定性為基因治療後,2017年12月7日,ASGCT在其官網發佈聲明稱,作為世界最大的基因與細胞治療專業組織,ASGCT並不支援無監管的基因治療,因為這一過程具有潛在風險,而且幾乎不可能達到治療效果。ASGCT強烈反對個人進行DIY基因治療。
最好的基因編輯時代?
有“基因魔剪”稱號的CRISPR並不是世界上第一個出現的基因編輯工具,但卻是目前為止最簡單、最便宜、最高效的基因編輯工具,這也是生物駭客選擇CRISPR進行基因編輯DIY,並廉價出售CRISPR相關生物製品的原因之一。
2012 年以前,科學家如果想進行基因編輯,主要有兩種工具,一是 ZFN(Zinc Finger Nuclease);另一種是 TALEN(Transcription Activator-Like Effector Nuclease)。
這兩者都是利用蛋白質來標定 DNA 的位置,接著利用 FokI 核酸酶剪斷要編輯的基因,再進行插入或移除。不過 ZFN 和 TALEN 用來辨識 DNA 位置的蛋白質都不容易製作,而且 ZFN 對細胞有毒性,TALEN 則因為分子大的原因,不容易高效導入,因此之前科學家往往要費九牛二虎之力才能編輯一個基因,或者將基因編輯的工作交給生物公司。
而現在,在實驗室裡,科學家就可以使用CRISPR技術簡單高效的實現基因編輯。“我們可以想像一下,舊的基因工程技術就好比每次你要安裝新的軟體,就要把電腦升級一次一樣。 而CRISPR技術就像基因組的軟體,利用這些RNA小片段,我們可以簡單地編輯它。”CRISPR技術的發明人者之一,加州大學伯克利分校教授Jennifer Doudna說。
CRISPR-Cas9系統有兩個主要成分,一個是Cas9酶,它像一把“剪刀”一樣可以剪切DNA;另外一個是RNA小分子,它將“剪刀”引導至特定的DNA序列。
由於CRISPR - Cas9 價格便宜、操作簡單,一般實驗室幾乎都能依照指示展開實驗,自 2012 年之後,相關文章數量指數級增長,據統計 2013 年有 277 篇科學論文;2014 年有 587 篇;2015 年達到千餘篇論文。
目前,CRISPR大大加快了基因治療的進展。2016年,中國科學家啟動了首項利用CRISPR的人體臨床試驗,全球多個以CRISPR技術為基礎的初創公司,也正向臨床應用努力。不過,基因編輯也可能帶來一些意想不到的問題。CRISPR發明人之一張鋒也曾指出,不同個體間存在巨大的遺傳變異,這些變異可能會影響CRISPR的精確編輯。
參考連結:
https://www.theguardian.com/science/2017/dec/24/josiah-zayner-diy-gene-editing-therapy-crispr-interview
https://www.youtube.com/watch?v=DCzZvb6wqi8
https://www.fda.gov/biologicsbloodvaccines/cellulargenetherapyproducts/ucm586343.htm
https://www.asgct.org/research/news/december-2017/asgct-statement-unregulated-diy-gene-therapy
https://www.facebook.com/N2Sreports/videos/1557343577706859/
近期,美國食品藥品監督管理局(FDA)和美國基因與細胞治療學會(ASGCT)分別在其官網發佈相關聲明。今年11月21日,FDA在其官網上發佈聲明,其中明確指出,任何在人體中使用CRISPR-Cas9基因編輯的行為都被認為是基因治療,而基因治療產品應由FDA的生物製品評估和研究中心(CBER)來監管。FDA已經意識到,人們現在可以方便地接觸到用於DIY的基因治療產品,這所有的相關產品都是違法的,FDA非常擔心其中存在的安全隱患。
雖然FDA並沒有提到任何公司或者產品的名字,但是Josiah Zayner認為,FDA在網上發佈的資訊是針對他的。因為,Josiah Zayner不僅在自己身上做試驗,他還擁有一家公司,銷售CRISPR DIY的相關產品,在他的公司官網上,一套敲除MSTN基因的CRISPR/Cas9工具僅需20美金。在FDA對基因治療的定義中,即使基因編輯的目的不是治療疾病,但仍屬於基因治療的範疇。因此,Josiah Zayner所銷售的CRISPR產品也在監管範圍內,未經批准進行銷售屬於違法行為。
在FDA將“在人體內使用CRISPR進行基因編輯”定性為基因治療後,2017年12月7日,ASGCT在其官網發佈聲明稱,作為世界最大的基因與細胞治療專業組織,ASGCT並不支援無監管的基因治療,因為這一過程具有潛在風險,而且幾乎不可能達到治療效果。ASGCT強烈反對個人進行DIY基因治療。
最好的基因編輯時代?
有“基因魔剪”稱號的CRISPR並不是世界上第一個出現的基因編輯工具,但卻是目前為止最簡單、最便宜、最高效的基因編輯工具,這也是生物駭客選擇CRISPR進行基因編輯DIY,並廉價出售CRISPR相關生物製品的原因之一。
2012 年以前,科學家如果想進行基因編輯,主要有兩種工具,一是 ZFN(Zinc Finger Nuclease);另一種是 TALEN(Transcription Activator-Like Effector Nuclease)。
這兩者都是利用蛋白質來標定 DNA 的位置,接著利用 FokI 核酸酶剪斷要編輯的基因,再進行插入或移除。不過 ZFN 和 TALEN 用來辨識 DNA 位置的蛋白質都不容易製作,而且 ZFN 對細胞有毒性,TALEN 則因為分子大的原因,不容易高效導入,因此之前科學家往往要費九牛二虎之力才能編輯一個基因,或者將基因編輯的工作交給生物公司。
而現在,在實驗室裡,科學家就可以使用CRISPR技術簡單高效的實現基因編輯。“我們可以想像一下,舊的基因工程技術就好比每次你要安裝新的軟體,就要把電腦升級一次一樣。 而CRISPR技術就像基因組的軟體,利用這些RNA小片段,我們可以簡單地編輯它。”CRISPR技術的發明人者之一,加州大學伯克利分校教授Jennifer Doudna說。
CRISPR-Cas9系統有兩個主要成分,一個是Cas9酶,它像一把“剪刀”一樣可以剪切DNA;另外一個是RNA小分子,它將“剪刀”引導至特定的DNA序列。
由於CRISPR - Cas9 價格便宜、操作簡單,一般實驗室幾乎都能依照指示展開實驗,自 2012 年之後,相關文章數量指數級增長,據統計 2013 年有 277 篇科學論文;2014 年有 587 篇;2015 年達到千餘篇論文。
目前,CRISPR大大加快了基因治療的進展。2016年,中國科學家啟動了首項利用CRISPR的人體臨床試驗,全球多個以CRISPR技術為基礎的初創公司,也正向臨床應用努力。不過,基因編輯也可能帶來一些意想不到的問題。CRISPR發明人之一張鋒也曾指出,不同個體間存在巨大的遺傳變異,這些變異可能會影響CRISPR的精確編輯。
參考連結:
https://www.theguardian.com/science/2017/dec/24/josiah-zayner-diy-gene-editing-therapy-crispr-interview
https://www.youtube.com/watch?v=DCzZvb6wqi8
https://www.fda.gov/biologicsbloodvaccines/cellulargenetherapyproducts/ucm586343.htm
https://www.asgct.org/research/news/december-2017/asgct-statement-unregulated-diy-gene-therapy
https://www.facebook.com/N2Sreports/videos/1557343577706859/