Cambridge-team använder basredigering för att studera genfunktion i mänskliga embryon för första gången

Forskare vid University of Cambridge har för första gången använt basredigering för att studera genfunktion i mänskliga embryon och visat att NANOG-genen är avgörande för bildandet av pluripotenta celler under de allra första dagarna av utvecklingen. Studien, som publicerades i Nature den 25 juni, markerar en milstolpe inom embryoforskning och har återuppväckt etiska debatter om ärftlig genomredigering.eurekalert+1

En mastergen för att bygga kroppen

Teamet, lett av professor Kathy Niakan vid Cambridge Loke Centre for Trophoblast Research, blockerade NANOG-uttrycket i mänskliga embryon på ett mycket tidigt stadium och fann att cellerna inte kunde utvecklas till epiblasten – det lager som ger upphov till alla celltyper i kroppen, inklusive könsceller och embryonala stamceller. Celler som var avsedda att bli moderkaka och gulesäck förblev dock opåverkade.eurekalert

"Våra resultat indikerar att NANOG-genen är kritisk för utvecklingen av pluripotenta celler, de byggstenar som är fundamentalt viktiga för mänsklig utveckling", sa Niakan.eurekalert

Studien avslöjade också att NANOG inte fungerar identiskt hos människor och möss. Hos möss stör förlusten av NANOG både epiblasten och gulesäcken, medan det hos mänskliga embryon främst bara påverkar epiblasten. "Våra antaganden om rollen för denna gen överförs inte enkelt mellan arter", sa Dr. Katarina Harasimov, en medförfattare till studien.eurekalert

Ett mer precist verktyg

Basredigering ändrar ett enskilt nukleotidbaspar utan att klippa av båda DNA-strängarna, vilket minskar risken för oavsiktlig kromosomskada förknippad med konventionell CRISPR/Cas9. Dr. Oliver Bower, studiens försteförfattare, sa att precisionen "tillåter oss att studera tidig mänsklig utveckling med större självförtroende".biorxiv+1

Arbetet utfördes under en licens från Storbritanniens Human Fertilisation and Embryology Authority med hjälp av donerade IVF-embryon som odlades i högst sex och en halv dag.eurekalert

Implikationer och etisk debatt

Resultaten ger hopp om att förstå tidiga missfall och förbättra framgångsgraden för IVF. Basredigering skulle teoretiskt kunna användas för att korrigera ärftliga tillstånd som cystisk fibros i embryon, även om detta förblir olagligt i Storbritannien. Ett separat preprint från Columbia University som publicerades tidigare denna månad demonstrerade basredigering för att korrigera sjukdomskopplade gener i mänskliga embryon, vilket ytterligare har eldat på diskussionen om huruvida sådana tekniker en dag skulle kunna leda till ärftliga genetiska förändringar – eller så kallade designerbarn. Ledande organisationer inom genterapi har krävt ett moratorium för klinisk ärftlig redigering, där experter betonar att vetenskapen fortfarande är långt ifrån redo för det steget.cen.acs+2