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基因魔剪：改造生命的新技术 [:1700226960]
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基因魔剪：改造生命的新技术 有三种编辑方法能制造出蛋白质
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“于是我们想到，借助基因组编辑技术，或许就能找出补全‘外显子44’缺损的方法。”
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大家将注意力放在了“外显子45”上。能否找到一种方法对该区域进行恰到好处的编辑，使蛋白质的制造过程得以顺利完成呢？研究组尝试了各种方法，希望能将碱基总数恢复成3的倍数，同时还必须避免“终止密码子”的出现。这些方法主要包括以下三种。
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方法一：通过基因组编辑，让“外显子45”也停止运作。如果同时计算“外显子44”和“外显子45”这两个区域，则碱基总数是满足3的倍数这个条件的。换言之，如果能同时将“外显子44”和“外显子45”破坏掉，碱基的总数就又能恢复成3的倍数了。位于“外显子45”之后的区域将继续按照原本的组合方式被转译成氨基酸，而且不会再出现“终止密码子”。
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这意味着制造蛋白质所需的绝大部分氨基酸都能被正常制造出来。虽然不完整，但最终制成的蛋白质可以在某种程度上重获正常功能。如此一来，应该就能减轻患者的症状了。
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方法二：反过来通过增加或减少碱基，让“外显子45”的碱基数目恢复成3的倍数。在“外显子44”完全缺失的情况下，碱基的总数只比3的倍数少1。为了将碱基数目凑齐成3的倍数，只需要往“外显子45”中补充1个碱基进去就行了，或者从中消去2个也行。
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事实上，基因在遭到破坏时，会自动尝试修复受到破坏的那部分。也就是说，如果通过基因组编辑破坏掉“外显子45”的一部分，基因便会试图对其进行修复。利用这个机会，就能往碱基序列中追加新的碱基，或反过来借机消除某个基因。
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堀田助教所认准的就是这个方法：通过破坏“外显子45”的一部分，促进其自我修复功能运作，借此补充进去1个碱基或消除掉2个碱基。不过要达成目的，还有另一个前提，那就是进行基因组编辑的位点必须在终止密码子的组合之前。通过对位于前半段的碱基进行编辑，以避免终止密码子组合的出现。如此一来，对碱基的读取就能持续到序列完结为止，这意味着人体重新获得了制造蛋白质的能力。
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方法三：把缺失的“外显子44”完整地插入碱基序列中，使患者从根本上恢复成完美状态。在“外显子45”之前制造一个切口，然后将“外显子44”完整地插入缺口之中。如此一来，就能制造出正常的蛋白质了。这种方法是比较容易理解的。
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然而，即使我们能想到这些方法，从伦理角度而言，却难以在人体上进行实验。这时就需要iPS细胞登场了。
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■方法一示意图
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■方法二示意图
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■方法三示意图
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基因魔剪：改造生命的新技术 [:1700226961]
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基因魔剪：改造生命的新技术 iPS细胞+基因组编辑
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正如本章一开始所介绍的，iPS细胞技术指的是，向皮肤或血液等已经分化过的体细胞之中插入特定的基因，令其初始化成接近受精卵状态的细胞。我们知道，细胞之中携带着该生物所有的遗传信息。如果某位患者的病因存在于基因之中，那么只要将该患者的细胞制成iPS细胞，则这个iPS细胞同样也会包含患者疾病部分的遗传信息。
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众所周知，如果患病之处在于脑神经，那么想要从脑中提取出神经细胞用于研究，几乎是不可能的事。但如果使用iPS细胞，则可以完美解决这个难题。首先，从患者的皮肤或血液等容易获得的部位之中提取出细胞。皮肤细胞和血液细胞之中所包含的遗传信息与患病的神经细胞是相同的，利用这些细胞制造出iPS细胞，进而将其分化成脑神经细胞之后，就能重现脑神经细胞的病症。堀田助教将这种iPS细胞的技术与基因组编辑技术进行结合，希望借此开发出肌营养不良症的治疗方法。
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首先，利用肌营养不良症患者的皮肤细胞制造出iPS细胞。研究人员在iPS细胞的状态下对其进行基因组编辑，然后分别采用前文所述的三种方法，尝试修复基因。然后利用这些接受了基因组编辑的iPS细胞制造出肌细胞，并测试其是否能完成正常的功能运作。如此一来，即便三种方法所获得的结果有差异，但的确能证实，它们都可以制造出抗肌萎缩蛋白质，也就是令基因恢复了正常功能。
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“关键在于，所瞄准的必须是序列之中独特的部分。”
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