CRISPR的下一个举动:编辑表观基因组以治疗疾病的公司
在2021年末,Amber Salzman面试了一份她并不打算接受的工作。一个名为Epicrispr生物科技的相对较新的初创公司正在寻找首席执行官,并希望对具有数十年制药行业经验的Salzman进行评估。她之所以答应会议,只是为了答应一位帮助她在另一家公司填补关键职位的招聘人员。她对加入这家初创公司并没有热情。然而,在会议进行到一半时,她改变了主意。Salzman观察到Epicrispr的创始人Stanley Qi在白板上绘制图示,解释公司希望制造一种基因疗法——不是通过直接编辑代码,而是通过改变附着在DNA上的化学标记,这些标记可以开启或关闭基因。然后Salzman问另一位团队成员:“‘我们要针对什么疾病?’她说:‘FSHD’。”衰老如何改变我们的基因——巨大的表观基因组图谱提供了迄今为止最清晰的画面。Salzman对这一状况知之甚深。FSHD,全称面肩胳肌营养不良症,是一种遗传性疾病,肌肉问题首先出现在面部和上半身,可能蔓延到其他部位,有时需要使用轮椅。Salzman的丈夫已有35年以上的婚姻,有几个堂兄和祖母患有这种疾病,尽管他自己并没有遗传这种病。这一疾病在她家族中的经历始终萦绕在她脑海中,但Salzman在以前的职位上从未见到过能够有所作为的途径:“那时,没人真正理解它的成因。”然而与Epicrispr的对话给了她一个解决疾病的机会。她接受了该公司的首席执行官职位。这样一来,Salzman加入了一个小众的药物开发者团队,试图推进一种称为靶向表观基因编辑的技术。这个想法是去除或添加表观基因标记——本质上是附在DNA(以及它缠绕的蛋白质)上的化学基团。根据存在或缺失的化学基团,基因可以被激活或关闭。一些现有药物会影响表观基因标记,但这些药物作用广泛,缺乏特异性。这一新的科学家团队已经找到精确改变影响特定基因的表观基因标记的方法。Epicrispr总部位于加利福尼亚州南旧金山,是数家公司中之一,正在研究此类疗法。在2021年6月底于伊利诺伊州芝加哥举行的FSHD国际研究大会上,它成为第一个宣布表观基因编辑试验数据的公司之一。表观基因标记对我们的细胞如何解释DNA有巨大影响。改变基因组上的表观基因标签类似于使用音频混音器将一段音乐改编成作曲家弗朗茨·舒伯特或流行歌星泰勒·斯威夫特的作品,加州大学伯克利分校的生物学家Fyodor Urnov表示。Urnov帮助开创了各种基因编辑技术的应用,并共同创立了一家名为Tune Therapeutics的表观基因编辑公司,位于华盛顿州西雅图。表观基因编辑:从概念到临床。在这一新的表观基因编辑时代中,所使用的工具对标准基因编辑进行了改变,其中包括使用CRISPR系统切割DNA。该系统是精确的,但即便如此,它仍可能导致错误位置的切割,进而干扰或损害基因。“表观基因编辑是治疗领域一个真正令人兴奋的概念,因为它不会像基因编辑那样产生非目标DNA突变的风险,”纽约威尔康奈尔医学院的分子生物学家Jessica Tyler解释说。大多数表观基因编辑平台不对DNA本身进行更改,而是修饰附着在DNA上的标记。这被认为更安全,原因有两个:首先,该系统无法错误地在错误地点切割,其次,它降低了DNA可能重新排列的可能性——每当DNA断裂时,这都是一种风险。此外,在人类细胞中的临床前实验表明,表观基因修饰是可逆的。但是,表观基因力矩是强大的,研究人员应该谨慎行事,加拿大蒙特利尔麦吉尔大学基因组与政策中心的生物伦理学家Yann Joly表示。“表观基因调控在发育和生殖中发挥着核心作用,”他说。社区需要确保表观基因疗法的安全交付,且没有意外后果。绝对正确。在2012年和2013年,几个独立小组出版了一系列论文,描述了原始CRISPR-Cas9编辑系统及其应用。常规CRISPR中,导向RNA找到基因组中的目标序列,然后Cas9酶切割DNA。这些发现因其重写DNA的潜力而获得了巨大关注。但当时,大多数人可能没有意识到生物学家已经在考虑如何调整CRISPR编辑以调节……
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