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让猪成为完美的人体器官捐赠者

 

虽然你也许被禁止在公司微波炉里加热腊肠卷或培根三明治,猪和人类之间的紧密亲缘关系有一个好处就是成为器官捐献者的潜力。然而有一些不确定因素仍在挡路,最大的一个,是猪内源性逆转录病毒(PERV)在人类器官移植接受者体内重新激活的可能性,但是,感谢一个男人George Church和他在哈佛的实验室的遗传学孤军奋战,最近的突破性研究使得这已经不像从前一样是个问题了。《自然》刚刚报道的最新消息,该小组已能用CRISPR基因编辑技术在猪胚胎中灭活62种PERV。

猪基因组的CRISPR编辑 Credit: Editors-in-Chief Franco J. DeMayo and Thomas Spencer, Biology of Reproduction
猪基因组的CRISPR编辑 Credit: Editors-in-Chief Franco J. DeMayo and Thomas Spencer, Biology of Reproduction

另一个大问题是人体免疫系统对捐赠器官的排斥反应。据报道Church通过对胚胎中另外20多个制造刺激我们免疫细胞的蛋白质的基因进行修饰,也解决了这个问题。虽然这些蛋白质很多通常驻留在细胞表面,它们也可能是内部蛋白质,最终被切碎成具有代表性的“标签” 暴露在表面。我们现在还不知道这些到底是哪一些基因(它们有希望很快就被公布),但是我们可以做出一些猜测。

让猪成为完美的人体器官捐赠者

中国的研究者们最近也成功地对猪基因组做出多个CRISPR编辑。他们甚至能够结合该技术和体细胞核移植(该方法在创造多亲本胚胎时纠正了各种突变),而没有镶嵌突变或任何通常不希望的“偏离目标”影响。也许来自中国猪遗传学家们最引人注目的新闻就是他们的造物定制彩虹迷你宠物猪。它们不仅因为生长激素受体基因的一个拷贝被关闭而变迷你,还可以定制不同的颜色。

显然所有高等形式多细胞生物的基因组对逆转录病毒来说并不陌生,这些基因插入不仅与宿主共同进化,它们还策划了很多基本基因重组,驱动了关键性的生理适应——例如像胎盘这样的标志性创新。灵长类动物的基因组中撒满了一百多万个特定类型的重复元件副本,被认为是逆转录病毒衍生物。这些称为Alu的元件似乎是进化自各种信号识别RNA,以及可能来自一些转移RNA。

在这里特别有趣的是,最近的研究表明猪基因组中有与灵长类动物大致相同的百分比(约11%)是专门用于和Alu几乎相同的重复。作者们报告称这些猪重复元件(称为PRE-1)的结构和功能非常类似于灵长类动物的Alu,暗示在我们和猪之间存在比之前所领悟到的亲近得多的关系。

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前一段时间已被证明,存在猪PERV的人类受体。然而,如果PERV只是失活基因,那我们就不必过于操心试图制造针对它们的疫苗。在这个阶段,重要的可能是不仅要确定所有重要PERV已被灭活,而且失去它们不会影响到动物。我们或许要指出,尽管有明显益处,但是通过仅仅做出单一更改来创造转基因植物仍然可以在某种程度上影响它们的适应性。虽然对于环境,甚至对于被改造的生物体,可能不会有意想不到的灾难性后果,但谨慎一点总没有坏处,而从每个意义上说,这些都是转基因猪。

Church和他的初创公司eGenesis希望尽可能快开始把经基因编辑的猪胚胎植入母猪。对于一种如此接近于人类,能同时作为食物、宠物和器官备份的动物,应给予一定的关注。如果基因编辑也能给猪装上声带,它们也许就能够谈判达成协议以后两种身份服务,而也许会放弃前者。

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