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制造可以编辑人类DNA机器 可能改变世界!

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发表于 2015-8-28 08:04:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
  马萨诸塞州一个研究小组已经制造了一台能够编辑DNA的机器——很像电脑文字处理软件中的“剪切和粘贴”功能。这可能意味着不久医生们就能够对人类基因组进行编辑,在编辑过程中将遗传疾病的DNA字母编码删除,以及使人体对艾滋病毒和流感病毒等有害病毒产生免疫能力。好处不止这些。如果将编辑过的DNA植入一种细菌中,它可能将这种微生物变成一个能够生产药物甚至新燃料的微型工厂。
  21世纪的基因组信息科学将像20世纪的硅信息科学一样具有变革性意义。它将产生全新产业并将使治病方式发生根本性变革。

  马萨诸塞州制造的这台机器有一个相当朴实的名字——MAGE(多元自动化基因组工程),它是这个新生的科学分支取得的显着进展。这台机器基本上是由烧瓶、软管、泵和控制仪表组成的网络,通过控制DNA复制过程进行工作。当生物细胞自然而然地复制自己时,DNA复制过程就出现了。这台机器不让细胞进行完全复制,而是进行干预,用合成的DNA中的新密码子来置换小写字母序列,即“密码子”。

  一个密码子由3个遗传字母组成。每个字母代表一个特定的化学“基”(标为A、G、T或C),而每个密码子都会对一种特定的氨基酸进行编码。当紧密结合在一起时,氨基酸的序列就会产生一种蛋白分子,在细胞中承担某种功能。

  然而,DNA语言很多是多余的——好几种不同的密码子可能代表同一种氨基酸。在最近验证这项技术的实验中,MAGE能够用TAA密码子取代大肠杆菌中的TAG密码子。这两种密码子产生同一种氨基酸,因此它们的功能相同。

  如果将这些多余的密码子重新编程来制造通常在自然界中找不到的氨基酸,那么细胞就能变成根据需要生产新化合物的化工厂。比如,哈佛大学教授、负责TAG替代研究的遗传学家乔治·丘奇与别人共同创建的旧金山生物燃料公司LS9,正在利用转基因大肠杆菌来生产可持续使用的燃料。

  丘奇说:“第一种实际应用正在进行中,即最大程度地让细菌产生有用化学物质。MAGE下一步的实际应用旨在制造抗多种病毒的工业细胞。我们希望一年内拿出样品来。”

  丘奇的团队正把注意力转向将MAGE技术用于人体细胞。设想能够对造成唐氏综合征和亨廷顿病等遗传疾病的基因进行编辑删除。或用“基因防火墙”来保护你的细胞,使之对病毒具有免疫能力。流感、肝炎和艾滋病将不再像今天这样是致命疾病。对于修改胚胎的遗传密码以生育出抗病毒的婴儿这一想法,丘奇乐于考虑。

  研究人员正在利用MAGE修改人类干细胞。他们的计划是对人类干细胞的遗传密码进行编辑,通过可控方式引发突变,以搞清楚什么样的突变会造成疾病。

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