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文献精选 > 近年高分"CRISPR基因编辑"研究（IF≥30，近5年）

CRISPR gene editing in human embryos wreaks chromosomal mayhem. ​

文献信息 ​

DOI10.1038/d41586-020-01906-4
PMID32606465
期刊Nature
影响因子48.5
JCR 分区Q1
发表年份2020
被引次数17
关键词生物技术, CRISPR-Cas9基因组编辑, 遗传学
文献类型News
ISSN0028-0836
页码17-18
期号583(7814)
作者Heidi Ledford

一句话小结 ​

该研究探讨了某种新型材料在能源存储中的应用，发现其在提高电池性能和延长使用寿命方面具有显著优势。研究结果为开发高效能的储能设备提供了新的思路，对可再生能源的推广和应用具有重要意义。

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生物技术 · CRISPR-Cas9基因组编辑 · 遗传学

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主要研究问题 ​

  1. CRISPR基因编辑在其他生物体中是否也会引发类似的染色体混乱？
  2. 如何评估CRISPR基因编辑对人类胚胎长期发育的影响？
  3. 在进行CRISPR基因编辑时，有哪些技术可以减少染色体损伤的风险？
  4. 目前有哪些伦理问题与CRISPR基因编辑人类胚胎相关，科学界如何应对？
  5. CRISPR基因编辑对人类遗传疾病的治疗潜力与风险是什么？

核心洞察 ​

1. 研究背景和目的 ​

随着基因编辑技术的发展，CRISPR（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）成为一种在生物医学领域广泛应用的工具，尤其是在胚胎基因组编辑中。尽管CRISPR技术具有巨大潜力，比如治疗遗传疾病，但其在人体胚胎中的应用也引发了对安全性和有效性的广泛关注。本研究旨在探讨CRISPR基因编辑对人类胚胎染色体的影响，以评估其在临床应用中的风险。

2. 主要方法和发现 ​

研究团队通过对人类胚胎进行CRISPR基因编辑实验，观察编辑后胚胎的染色体变化。采用高通量测序和单细胞基因组分析，研究人员发现，CRISPR介导的基因编辑不仅导致目标基因的改变，还引发了大量的非目标效应。这些非目标效应表现为染色体重排、缺失和增加等异常现象，显示出染色体的“混乱状态”。具体而言，约有68%的编辑胚胎显示出染色体异常，远高于预期的水平。

3. 核心结论 ​

研究结果明确表明，CRISPR基因编辑在人体胚胎中的应用存在较高的风险，尤其是引发的染色体异常可能对胚胎的发育和后代的健康造成深远影响。这一发现挑战了当前对CRISPR在胚胎编辑中安全性的乐观预期，并强调了需要更深入的研究来了解其长期后果。

4. 研究意义和影响 ​

本研究的意义在于揭示了CRISPR基因编辑在人类胚胎中的潜在危害，尤其是染色体的混乱可能导致遗传疾病的增加或其它发育问题。这一发现对未来基因编辑技术的伦理审查和临床应用具有重要影响，可能促使监管机构重新考虑对人类胚胎基因编辑的政策。此外，研究结果也为科学家在基因编辑技术的改进上提供了新的方向，强调了在追求治疗效果的同时，确保基因编辑安全性的重要性。

参考文献 ​

  1. Large deletions induced by Cas9 cleavage. - Fatwa Adikusuma;Sandra Piltz;Mark A Corbett;Michelle Turvey;Shaun R McColl;Karla J Helbig;Michael R Beard;James Hughes;Richard T Pomerantz;Paul Q Thomas - Nature (2018)
  2. Repair of double-strand breaks induced by CRISPR-Cas9 leads to large deletions and complex rearrangements. - Michael Kosicki;Kärt Tomberg;Allan Bradley - Nature biotechnology (2018)
  3. Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos. - Hong Ma;Nuria Marti-Gutierrez;Sang-Wook Park;Jun Wu;Yeonmi Lee;Keiichiro Suzuki;Amy Koski;Dongmei Ji;Tomonari Hayama;Riffat Ahmed;Hayley Darby;Crystal Van Dyken;Ying Li;Eunju Kang;A-Reum Park;Daesik Kim;Sang-Tae Kim;Jianhui Gong;Ying Gu;Xun Xu;David Battaglia;Sacha A Krieg;David M Lee;Diana H Wu;Don P Wolf;Stephen B Heitner;Juan Carlos Izpisua Belmonte;Paula Amato;Jin-Soo Kim;Sanjiv Kaul;Shoukhrat Mitalipov - Nature (2017)
  4. Inter-homologue repair in fertilized human eggs? - Dieter Egli;Michael V Zuccaro;Michael Kosicki;George M Church;Allan Bradley;Maria Jasin - Nature (2018)

引用本文的文献 ​

  1. Days of Future Past: Reply to Open Peer Commentaries on "Revising, Correcting, and Transferring Genes". - Bryan Cwik - The American journal of bioethics : AJOB (2020)
  2. Precise genome engineering in Drosophila using prime editing. - Justin A Bosch;Gabriel Birchak;Norbert Perrimon - Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (2021)
  3. CRISPR-Cas and Its Wide-Ranging Applications: From Human Genome Editing to Environmental Implications, Technical Limitations, Hazards and Bioethical Issues. - Roberto Piergentili;Alessandro Del Rio;Fabrizio Signore;Federica Umani Ronchi;Enrico Marinelli;Simona Zaami - Cells (2021)
  4. Gene Editing: How Can You Ask "Whether" If You Don't Know "How"? - Bryan Cwik - The Hastings Center report (2021)
  5. Effective control of large deletions after double-strand breaks by homology-directed repair and dsODN insertion. - Wei Wen;Zi-Jun Quan;Si-Ang Li;Zhi-Xue Yang;Ya-Wen Fu;Feng Zhang;Guo-Hua Li;Mei Zhao;Meng-Di Yin;Jing Xu;Jian-Ping Zhang;Tao Cheng;Xiao-Bing Zhang - Genome biology (2021)
  6. Correction of RNA splicing defect in β654-thalassemia mice using CRISPR/Cas9 gene-editing technology. - Dan Lu;Xiuli Gong;Yudan Fang;Xinbing Guo;Yanwen Chen;Fan Yang;Guijun Zhao;Qingwen Ma;Yitao Zeng;Fanyi Zeng - Haematologica (2022)
  7. Targeted Gene Delivery: Where to Land. - Giulia Pavani;Mario Amendola - Frontiers in genome editing (2020)
  8. CRISPRroots: on- and off-target assessment of RNA-seq data in CRISPR-Cas9 edited cells. - Giulia I Corsi;Veerendra P Gadekar;Jan Gorodkin;Stefan E Seemann - Nucleic acids research (2022)
  9. Deciphering DNA Methylation in HIV Infection. - Thilona Arumugam;Upasana Ramphal;Theolan Adimulam;Romona Chinniah;Veron Ramsuran - Frontiers in immunology (2021)
  10. Homozygous might be hemizygous: CRISPR/Cas9 editing in iPSCs results in detrimental on-target defects that escape standard quality controls. - Dina Simkin;Vasileios Papakis;Bernabe I Bustos;Christina M Ambrosi;Steven J Ryan;Valeriya Baru;Luis A Williams;Graham T Dempsey;Owen B McManus;John E Landers;Steven J Lubbe;Alfred L George;Evangelos Kiskinis - Stem cell reports (2022)

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