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『每日资讯』基因组编辑婴儿事件引起国际社会的强烈抗议;尼安德特人与现代人之间的多次杂交

发表人:基因帮科研服务 发表时间:2018-11-28

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1.基因组编辑婴儿事件引起国际社会的强烈抗议


From Nature,Genome-edited baby claim provokes international outcry. DOI: 10.1038/d41586-018-07545-0 一位中国科学家声称帮助制造了世界上第一个基因组编辑的婴儿 - 这个月出生的双胞胎女孩。 这一消息引起了世界各地科学家们的震惊和愤怒。 中国南方科技大学的一位基因组编辑研究员贺建奎表示,他为一名妇女提供了一个胚胎,这些胚胎经过编辑,禁用了HIV用来感染细胞的遗传途径。 在发布到YouTube的视频中 ,他说这些女孩是健康的,现在和父母在一起。他说,对婴儿DNA进行测序表明,编辑有效,只改变了目标基因。 你应该编辑孩子的基因吗? 该科学家的说法尚未通过独立的基因组测试得到验证,也未在同行评审期刊上发表。 但是,如果这是真的,那么双胞胎的出生将代表着使用基因组编辑的一个重大且有争议的飞跃。 到目前为止,这些工具在胚胎中的使用仅限于研究,通常用于研究使用该技术消除人类种系中引起疾病的突变。 但一些研究报告了脱靶效应,引发了重大的安全问题。 艾滋病毒的切入点 在中国临床试验登记处发布的文件显示,他使用流行的CRISPR-Cas9基因组编辑工具来禁用一种名为CCR5的基因,该基因编码一种允许HIV进入细胞的蛋白质。 基因组编辑科学家Fyodor Urnov要求审查描述在CCR5基因座编辑的人类胚胎和胎儿的DNA序列分析的文件,以获取麻省理工学院技术评论中的一篇文章。 “我审查的数据与编辑实际上已经发生的事实是一致的,”位于华盛顿州西雅图的Altius生物医学科学研究所的Urnov说。 但他补充说,判断儿童基因组是否已被编辑的唯一方法是独立测试他们的DNA。 Urnov对编辑胚胎基因组以防止HIV感染的决定提出异议。 他还使用基因组编辑工具来靶向CCR5基因,但他的研究是针对HIV患者,而不是胚胎。 他说,有一种“安全有效的方法”可以利用遗传学来保护人们免受艾滋病毒的侵害,而这些方法不涉及编辑胚胎的基因。 “目前,胚胎编辑还没有未满足的医学需求,”他说。 在南加州大学研究HIV的Paula Cannon也质疑他决定在胚胎中靶向CCR5基因。她说,一些艾滋病毒株甚至不使用这种蛋白质进入细胞,他们使用另一种称为CXCR4的蛋白质。 Cannon说,即使是天然CCR5阴性的人也不能完全抵抗HIV,因为它们可能被CXCR4株感染。 不要编辑人类种系 英国牛津大学Oxford Uehiro实践伦理中心主任Julian Savulescu说:“这项实验使健康的正常儿童面临基因编辑的风险,而没有真正的必要利益。” 伦敦大学学院的女性和生殖健康研究人员乔伊斯哈珀说,需要多年的研究才能证明干预胚胎的基因组并不会造成伤害。 在用于植入的胚胎中使用基因组编辑之前,也应该进行立法和公众讨论。 “今天关于人类胚胎基因组编辑抗艾滋病病毒的报告是不成熟的,危险的和不负责任的,”哈珀说。 大学“不知道” 南方科技大学在11月26日的一份声明中说,它没有意识到他的实验,这项工作没有在大学进行,而且他从2月开始休假。 声明说:“南方科技大学要求科学研究遵守国家法律法规,尊重和遵守国际学术道德和学术标准。” 该大学表示将成立一个独立委员会来调查此事。 超过100名中国生物医学研究人员在网上发表了一份措辞强硬的声明,谴责了他的说法。 声明说:“直接跳入人体实验只能被描述为疯狂。” 科学家呼吁中国当局调查此案,并对此程序实行严格的规定。 声明说:“这对国际声誉和中国科学的发展,特别是在生物医学研究领域的发展,是一个巨大的打击。” “对于那些正在追求研究和创新,同时严格遵守道德限制的大多数勤奋和尽职尽责的科学家来说,这是极不公平的。” Nature杂志已与贺联系,但尚未得到对他实验的担忧的回应。 制作基因编辑的婴儿违反了中国卫生和科学部在2003年发布的规定,但目前尚不清楚违反规定的人是否会受到处罚。 在YouTube视频中,他说这对双胞胎的父母接受了体外精 (IVF)。 当胚胎只是一个细胞时,他说他的研究小组插入了一种编辑蛋白,在胚胎植入母体之前就禁用了CCR5 。 不可避免的进步? 11月27日至29日将在香港举行一次关于基因组编辑的重要国际会议。 峰会的一个关键目标是就如何进行基因组编辑修改卵子,精子或胚胎(称为种系编辑)达成国际共识。 甚至在他的工作出现之前,该领域的许多人都认为,有人会使用基因组编辑工具来改变人类胚胎以便植入女性,并且一直在推动制定道德准则。 他支持仅在与疾病相关的病例中使用胚胎中的基因组编辑,并表示应禁止基因调整以增强智力或选择头发和眼睛颜色等特征。 “我知道我的工作会引起争议,但我相信家庭需要这种技术,我愿意接受批评,”他说。 日本札幌北海道大学的生物伦理学家石井哲也不认为在胚胎中应用基因组编辑来减少HIV感染是合理的。 他说,艾滋病毒感染妇女的婴儿可以通过剖腹产分娩,以避免在分娩过程中传染。 在双胞胎的情况下,父亲是艾滋病毒阳性,但母亲不是,他在YouTube视频中说。 但坎农说,招募艾滋病毒阳性父亲的家庭是没有意义的,因为没有真正的传染给孩子的风险。 “我真的很生气,”坎农说。 她希望,由于这一宣布,科学家和政策制定者将讨论如何规范这种做法。 在接受美联社采访时 ,贺说,这项工作的目的不是为了防止父母的传染,而是为受艾滋病影响的夫妇提供一个可能保护儿童免受类似命运的机会。 最近的调查显示,如果公众能够解决导致疾病的突变,公众就会支持胚胎中的基因组编辑。 2017年12月,位于伦敦的独立咨询委员会纳菲尔德生物伦理委员会发布了一项对319人的调查 。 如果允许不育夫妇生育孩子,或者如果它允许一对夫妇改变胚胎中引起疾病的突变,那么将近70%的人支持基因编辑。 上个月发布的一项针对4,196名中国公民的大型调查显示,如果目标是避免疾病,对修改基因的支持水平相似。 但受访者反对使用它来提高智商或运动能力,或改变肤色。 图1.jpgFigure 1 A Chinese scientist claims that twin girls have been born whose genomes were edited at the embryo stage.Credit: Pascal Goetgheluck/Science Photo Library.


2.尼安德特人与现代人之间的多次杂交


From Nature Ecology & Evolution,Multiple episodes of interbreeding between Neanderthal and modern humans. DOI: https://doi.org/10.1038/s41559-018-0735-8 在人类迁出非洲之后,尼安德特人和解剖学上的现代人在地理上重叠了3万多年。在此期间,尼安德特人与人类杂交。现在已经通过非非洲人携带尼安德特人基因组的部分证明了这一点。一个关键的观察结果是,与东欧人相比,东亚人的尼安德特人血统比例高出约12-20%。本研究探索可以解释这一观察的各种人口统计模型。这些包括区分单一混合事件和对任一种群的多种尼安德特人贡献,以及现代欧洲人减少尼安德特人血统的假设是由于最近与缺乏尼安德特人血统成分的幽灵种群的混合(“稀释”假设)。为了总结尼安德特人等位基因频率的不对称模式,研究者编制了欧洲和东亚尼安德特人片段的联合片段频谱,并将其与分析理论和在各种混合模型下模拟的数据进行了比较。使用最大似然和机器学习,他们发现单个混合物的简单模型不符合经验数据,而是支持多个基因流入欧洲和东亚人群的模型。这些发现表明人类与尼安德特人之间的长期,更复杂的相互作用比以前所认识的更为复杂。[1, 2]

图2.jpgFigure 2 Map of the encounters between different archaic hominins and ancient modern humans (AMH).


3.YETI:解释由大量公共数据指导的个体功能基因组学实验


From Nature Methods,Interpretation of an individual functional genomics experiment guided by massive public data. DOI:https://doi.org/10.1038/s41592-018-0218-5 解释组学实验的一个关键的未满足的挑战是在公共功能基因组学数据的背景下推断生物学意义。 本文开发了一个计算框架,即Evidence Tailored Integration(YETI; http://yeti.princeton.edu/),它可以从与单个组学实验相关的大型公共数据集中创建专门的功能交互图。 使用这种定制的整合,研究者可以预测并实验证实在季节性或大流行性人流感病毒感染后病毒复制出现意外的差异。[3]   图3.jpg

Figure 3 Overview of YETI.


4.FIT:用于小鼠到人类推断的机器学习模型


From Nature Methods,Found In Translation: a machine learning model for mouse-to-human inference. DOI: https://doi.org/10.1038/s41592-018-0214-9 跨物种差异构成了转化研究的障碍,最终阻碍了临床试验的成功,但物种差异的知识尚未系统地纳入动物模型的解释中。 本文介绍了Found In Translation(FIT; http://www.mouse2man.org),这是一种统计方法,利用公共基因表达数据推断新的小鼠实验的结果,以在等效的人类条件下表达变化。 研究者将FIT应用于来自28种不同人类疾病的小鼠模型的数据,并鉴定了实验条件,其中FIT预测优于小鼠结果的直接跨物种外推,使差异表达基因的重叠增加20-50%。 FIT预测了新的疾病相关基因,他们通过实验验证了其中的一个例子。 FIT突出显示可能会错过的信号并减少错误的线索,而无需实验成本。[4]

图4.jpgFigure 4  Disease versus control gene expression datasets are markedly dissimilar across species. 参考文献 1.Villanea, F.A. and J.G. Schraiber, Multiple episodes of interbreeding between Neanderthal and modern humans. Nature Ecology & Evolution, 2018. 2.Mafessoni, F., Encounters with archaic hominins. Nature Ecology & Evolution, 2018. 3.Lee, Y.-s., et al., Interpretation of an individual functional genomics experiment guided by massive public data. Nature Methods, 2018. 4.Normand, R., et al., Found In Translation: a machine learning model for mouse-to-human inference. Nature Methods, 2018.

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