苏黎世大学通过改良基因编辑技术阻止了弓形虫卵囊的产生

改良的CRISPR-Cas9基因编辑剪子使苏黎世大学的研究人员能够对单细胞生物的遗传物质进行改变，这些改变与自然突变无法区分。这种方法使开发一种针对广泛传播的弓形虫的无害实验活疫苗成为可能。

世界上大约有三分之一的人口携带弓形虫，这种寄生虫使免疫系统虚弱的人处于危险之中，并能在子宫内引发畸形。单细胞病原体还导致农业经济损失，例如弓形虫病增加了绵羊流产的风险。 这种寄生虫有一个复杂的生命周期，几乎感染所有温血动物，包括野生啮齿动物和鸟类。它被引入家畜，从而进入人类，只通过猫。在猫身上，感染阶段形成，以包裹的卵囊形式在粪便中脱落到环境中，然后从那里进入食物链。

苏黎世大学兽医学院寄生虫学教授、研究和学术职业发展副院长阿德里安·赫尔说：“如果我们成功地阻止了这些卵囊的产生，我们就能减少人类和动物弓形虫病的发生。”。他和他的研究小组已经开发出使这种干预成为可能的方法。 活疫苗保护猫免受自然感染 在早期的研究中，研究小组已经确定了各种与卵囊形成有关的基因。这使他们能够研制出弓形虫活疫苗。

研究人员使用CRISPR-Cas9基因编辑剪子切断这些基本基因，并给猫接种这种经过修饰的寄生虫。这些病原体不会产生感染性卵囊，但仍能保护猫免受野生弓形虫的自然感染。

尽管CRISPR-Cas9能够对遗传物质进行精确的修饰，但这一过程也可能有缺点，这取决于协议，因为错误和非预期的基因改变可能会悄悄进入。

现在，Hehl周围的研究小组报告说，他们使用一种改进的技术避免了这种不必要的副作用。 在CRISPR-Cas9基因编辑过程中，科学家通常将一个环状的DNA片段，即所谓的质粒插入细胞。这包含了创建基因剪刀所需的所有信息，以及识别基因材料中所需位点的元素。casr-9细胞的所有成分都会产生剪刀。然而，随后，质粒仍留在细胞中，并可能引发额外的、计划外的遗传变化。

基因剪刀消失得无影无踪 苏黎世团队使用的方法不同。研究人员在细胞外组装预编程的基因剪刀，然后将其直接植入寄生虫体内。在遗传物质被操纵之后，这些成分被迅速分解，只剩下所需的编辑。

“我们的方法不仅比传统方法更快、更便宜、更有效。它还可以改变基因组序列，而不会在细胞中留下痕迹这意味着我们现在可以制造实验性活疫苗，而无需质粒或构建抗性基因。” 

基因工程立法滞后 鉴于这些结果，Hehl质疑联邦政府将CRISPR-Cas9基因组编辑纳入现有基因工程法律（以及延期至2025年的禁令）的计划：“我们的方法是一个很好的例子，说明这项新技术与传统的基因工程方法有何不同，”has说，因为这是一个很好的例子现在有可能使基因失活而不在遗传物质中留下不必要的痕迹，这种方式与自然发生的突变无法区分。与其他许多有争议的基因工程应用不同，这一过程并不影响食物的生产，因此也不构成对食物链的直接干预。

More information: 

Journal of Biological Methods, DOI: 10.14440/jbm.2020.343

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