细胞+基因组编辑

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。

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。

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。

“关键在于，所瞄准的必须是序列之中独特的部分。”

基因携带着海量的信息，但其实当中有半数左右都包含了相同的序列。当我们想要利用基因组编辑来切断基因的时候，如果以X序列为目标，就要先制造出用于切断X的TALEN或CRISPR‐Cas 9，然后再用其进行基因组编辑。但是，如果基因组之中的两处地方都存在X序列，那么实施基因组编辑的时候就有很大风险会将两处地方同时切断。这就是脱靶效应（off‐target effects）。如此一来，就算病灶部分能被修复，其他部分却又有可能患上别的什么疾病，甚至会危及患者的生命。

为了防止这种情况发生，堀田教授从“外显子45”之中鉴定出了一段在其他地方找不到重复的独特序列，并将此处当作精确靶点。瞄准这段序列进行切断，意味着能够大大提升切断的准确性。实践中，研究者通过对被修复的基因信息进行检测，已经证实，除了被当作靶点的“外显子45”之外，并未发现其他致命性的基因变异。也就是说，研究者成功地针对“外显子45”实施了正确操作。