CRISPR/Cas9 ใช้เพื่อ ‘ทำลาย’ ยีนที่จำเป็นต่อการพัฒนาอย่างเหมาะสม
เป็นครั้งแรกที่นักวิจัยได้ปิดการใช้งานยีนในตัวอ่อนของมนุษย์เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับหน้าที่ของยีน สล็อตเว็บตรง การใช้กรรไกรโมเลกุลที่เรียกว่า CRISPR/Cas9 นักวิจัยได้ทำการตัด ยีน OCT4 ที่ทำให้หมดอำนาจ Kathy Niakan และเพื่อนร่วมงานรายงานในวันที่ 20 กันยายนในNature การแก้ไขเผยให้เห็นบทบาทที่น่าประหลาดใจสำหรับยีนในการพัฒนารก
นักวิจัยมักจะลบและปิดการใช้งานยีนในหนู แมลงวันผลไม้ ยีสต์ และสัตว์ในห้องปฏิบัติการอื่น ๆ เพื่อตรวจสอบบทบาทปกติของยีน แต่ไม่เคยทำเช่นนี้มาก่อนในตัวอ่อนของมนุษย์ ปีที่แล้ว หน่วยงานกำกับดูแลของรัฐบาลสหราชอาณาจักรอนุญาตให้ Niakan นักชีววิทยาด้านพัฒนาการที่สถาบันฟรานซิส คริก ในลอนดอน และเพื่อนร่วมงานทำการแก้ไขยีนบนตัวอ่อนมนุษย์ที่หลงเหลือจากการปฏิสนธินอกร่างกาย ( SN Online: 2/1/16 ). นักวิจัยใช้เวลาเกือบหนึ่งปีในการเพิ่มประสิทธิภาพเทคนิคในตัวอ่อนของหนูและเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์ก่อนที่จะทำการทดลองตัวอ่อนของมนุษย์ Niakan กล่าว
การวิจัยที่ก้าวล้ำนี้ช่วยให้นักวิจัยศึกษายีนการพัฒนามนุษย์ได้โดยตรง Dieter Egli นักชีววิทยาด้านการพัฒนาจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียกล่าว “สิ่งนี้ไม่เคยได้ยินมาก่อน มันไม่ใช่สิ่งที่เป็นไปได้” เขากล่าว “สิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับพัฒนาการของมนุษย์นั้นส่วนใหญ่อนุมานจากการศึกษาของหนู กบ และสิ่งมีชีวิตแบบจำลองอื่นๆ”
นักวิจัยคนอื่นๆได้ใช้ CRISPR/Cas9เพื่อซ่อมแซมยีนที่กลายพันธุ์ในตัวอ่อนของมนุษย์ ( SN: 4/15/17, p. 16; SN: 9/2/17, p. 6 ) จุดมุ่งหมายในท้ายที่สุดของการวิจัยนั้นคือการป้องกันโรคทางพันธุกรรม แต่ได้นำไปสู่ความกังวลว่าเทคโนโลยีอาจถูกนำไปใช้ในทางที่ผิดเพื่อผลิต “เด็กทารกที่เป็นดีไซน์เนอร์” ที่ดูดีขึ้น ฉลาดขึ้น และแข็งแรงกว่าที่เคยเป็นมา
Paul Knoepfler นักวิจัยด้านสเต็มเซลล์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส คณะแพทยศาสตร์ กล่าวว่า “การวิจัยนี้ไม่มีส่วนใดที่ขาดความรับผิดชอบ นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่คำถามพื้นฐานว่ายีนหนึ่งมีผลต่อการพัฒนาตัวอ่อนของมนุษย์อย่างไร การศึกษาดังกล่าวในวันหนึ่งอาจนำไปสู่การรักษาภาวะเจริญพันธุ์ได้ดีขึ้น แต่เป้าหมายที่เร่งด่วนกว่าคือการได้รับข้อมูลเชิงลึกที่ดีขึ้นเกี่ยวกับชีววิทยาของมนุษย์
กลุ่มของ Niakan มุ่งเน้นไปที่ยีนที่เรียกว่าOCT4 (หรือที่เรียกว่าPOU5F1 )
ซึ่งเป็นตัวควบคุมหลักของกิจกรรมของยีน ซึ่งมีความสำคัญในการพัฒนาตัวอ่อนของหนู ยีนนี้ยังเป็นที่รู้จักเพื่อช่วยให้เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนของมนุษย์มีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะกลายเป็นเซลล์ร่างกายชนิดใดก็ได้ ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่เรียกว่า pluripotency นักวิทยาศาสตร์ใช้โปรตีน OCT4 เพื่อตั้งโปรแกรมเซลล์ผู้ใหญ่ใหม่ให้กลายเป็นเซลล์ที่มีลักษณะเหมือนตัวอ่อนซึ่งเป็นข้อบ่งชี้ว่ามันเกี่ยวข้องกับการพัฒนาในระยะเริ่มต้น ( SN: 11/24/07, p. 323 ) แต่นักวิจัยไม่ทราบแน่ชัดว่า ยีน OCT4ทำงานอย่างไรในระหว่างการพัฒนามนุษย์ Niakan มีเงื่อนงำว่ามันทำงานในเวลาที่ต่างกันเล็กน้อยในตัวอ่อนมนุษย์มากกว่าในหนู (SN: 10/3/15, หน้า 13 ).
ในการทดลอง เอ็มบริโอของมนุษย์ที่ไม่มีOCT4มีปัญหาในการไปถึงระยะบลาสโตซิสต์: มีเพียง 19 เปอร์เซ็นต์ของเอ็มบริโอที่แก้ไขแล้วเท่านั้นที่สร้างบลาสโตซิสต์ ขณะที่ 47 เปอร์เซ็นต์ของเอ็มบริโอที่ยังไม่ได้ตัดต่อสร้าง บลาสโตซิสต์เป็นลูกบอลประมาณ 200 เซลล์ ซึ่งก่อตัวหลังจากปฏิสนธิประมาณห้าหรือหกวัน เซลล์ชั้นนอกของลูกบอลทำให้เกิดรก ภายในตัวบลาสโตซิสต์ เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนชนิดหนึ่งจะกลายเป็นถุงไข่แดง อีกประเภทหนึ่ง ประมาณ 20 เซลล์ที่เรียกว่าเซลล์ต้นกำเนิด epiblast จะก่อให้เกิดเซลล์ทั้งหมดในร่างกาย
Niakan และเพื่อนร่วมงานคาดการณ์จากการทำงานร่วมกับหนูและเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนของมนุษย์ก่อนหน้านี้ว่าโปรตีน OCT4 จำเป็นสำหรับเซลล์ epiblast เพื่อพัฒนาอย่างถูกต้อง ตามที่คาดการณ์ไว้ การ “ล้ม ล้าง” ยีน OCT4ขัดขวางการพัฒนาของ epiblasts สิ่งที่นักวิจัยไม่ได้คาดหวังก็คือOCT4ยังส่งผลต่อการพัฒนาเซลล์ต้นกำเนิดของรกที่ด้านนอกของบลาสโตซิสต์
“นั่นไม่ได้ทำนายไว้ที่ไหนในวรรณคดี” Niakan กล่าว “เราจะใช้เวลาค่อนข้างมากกับเรื่องนี้ในอนาคตเพื่อค้นหาว่าบทบาทนี้จะเป็นอย่างไร”
การขยายระยะเวลาการระเบิดจากไมโครวินาทีเป็นมิลลิวินาทีทำให้อุปสรรคเลือดและสมองซึมผ่านไปยังยาได้
“ความแตกต่างระหว่างการรักษาและการถ่ายภาพคือความยาวพัลส์” วิศวกรชีวการแพทย์ Elisa Konofagou จาก ColumbiaUniversity กล่าว
ในปี 2544 กลุ่มของ Hynynen ได้รายงานในRadiologyว่าการรวม microbubble-ultrasound สามารถส่งโมเลกุลผ่านสิ่งกีดขวางได้โดยไม่เกิดความเสียหายถาวร อัลตราซาวนด์ที่โฟกัสยังสามารถกำหนดเป้าหมายไปยังพื้นที่กว้างเพียงไม่กี่มิลลิเมตร สล็อตเว็บตรง
