近日，科學(xué)家們在哺乳動(dòng)物中首次證明了一種可以將特定基因傳播到整個(gè)野生物種中有爭議的技術(shù)。美國的研究人員證實(shí)，“基因驅(qū)動(dòng)”可以改變小鼠的基因組成，使其能夠攜帶由科學(xué)家們設(shè)計(jì)的DNA。
基因驅(qū)動(dòng)的工作方式是打破常規(guī)的遺傳規(guī)則，以確保特定基因(通常是經(jīng)過修飾的基因)以高于正常水平的速度在代際之間傳播。
這一技術(shù)引起了研究人員的極大興趣，因?yàn)樗邆鋵汞懠驳燃膊〉臐摿?，比如通過改寫攜帶瘧原蟲蚊子的基因組成。實(shí)驗(yàn)性的基因驅(qū)動(dòng)已被用于將攜帶疾病的蚊子絕育。如果將這些蚊子釋放回野外，它們的種群將面臨銳減。其他的基因驅(qū)動(dòng)提高了昆蟲對寄生蟲感染的抵抗力。
許多科學(xué)家懷疑，同樣的方法可能會(huì)被證明是一種更有效的替代方法，從而取代現(xiàn)有費(fèi)力且昂貴的入侵物種清除項(xiàng)目。
去年，世界上最大型的入侵物種清除項(xiàng)目最終讓南喬治亞島擺脫了250多年的野生老鼠對該島的破壞。
但是，盡管該技術(shù)具有潛力，很多研究人員仍保持謹(jǐn)慎的態(tài)度，因?yàn)槿绻摷夹g(shù)使用不慎，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的巨大災(zāi)難。
2016年，美國國家科學(xué)院規(guī)定，在將基因驅(qū)動(dòng)安全地用于野外之前，需要做更多的工作來理解和控制基因驅(qū)動(dòng)。
加州大學(xué)圣地亞哥分校的生物學(xué)家Kimberly Cooper希望在小鼠身上建立一種基因驅(qū)動(dòng)，目的不是為了消滅它們，而是使其攜帶導(dǎo)致人類疾病的基因突變。這可以幫助科學(xué)家們更好地理解某些人類常見疾病。
該研究發(fā)表在Nature上，在經(jīng)歷了一系列失敗嘗試后，他們找到了一種基因工程改造小鼠胚胎的方法，使雌性小鼠能夠以比正常遺傳規(guī)律更快地速度將修改的基因傳播給后代。這一方法對雄性小鼠沒有作用，但是能在其身上產(chǎn)生突變。
Cooper說：“我們的研究結(jié)果表明，對小鼠使用這種方法比對昆蟲更加復(fù)雜，從而帶來一個(gè)問題，使用這種方法在野外釋放基因是否能達(dá)到我們所需的效率。一個(gè)擔(dān)憂是，雄性小鼠體內(nèi)存在的基因突變使它們對基因驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生抗性，而這會(huì)限制該方法被用于清除入侵嚙齒類動(dòng)物。”
不過，Cooper仍然在實(shí)驗(yàn)室中看到了基因驅(qū)動(dòng)的用途。它可以用來制造攜帶與人類疾病相關(guān)的多種遺傳缺陷動(dòng)物，如癌癥，糖尿病和關(guān)節(jié)炎。她說：“我們希望可以單獨(dú)完成所有這些變化，并了解每一個(gè)變化，然后將它們?nèi)空显谝黄稹?rdquo;
蒙彼利埃大學(xué)的Christophe Bo?te表示，雖然這是一項(xiàng)關(guān)于哺乳動(dòng)物基因驅(qū)動(dòng)的原理驗(yàn)證，但是它表明利用這種方法控制入侵物種還只是遙遠(yuǎn)的預(yù)期。
他說：“他們的研究結(jié)果表明，這種在野外根除種群的工具遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)。如此低的效率意味著需要花費(fèi)很多代時(shí)間，而且會(huì)出現(xiàn)對基因驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生抗性的自然選擇。當(dāng)然這只是這些問題微小的技術(shù)部分。在將這種方法用于生物保護(hù)之前，仍然還有很多重要的倫理、監(jiān)管和生態(tài)問題需要考慮。”
Cooper表示，對于基因驅(qū)動(dòng)研究人員至關(guān)重要的是，要負(fù)起責(zé)任，并與更廣泛的社會(huì)各界討論他們的工作。
她說：“總會(huì)存在不滿意的人，因?yàn)榭倳?huì)有些人認(rèn)為這項(xiàng)工作不應(yīng)該進(jìn)行。我不知道這樣做是否真的有用。但這確實(shí)很麻煩，因?yàn)榈降资钦l有發(fā)言權(quán)？如果所有人都提出意見，那么就什么都無法做了。我認(rèn)為的這個(gè)領(lǐng)域的研究人員都是非常謹(jǐn)慎的科學(xué)家。重要的是，這是一種非常強(qiáng)大的技術(shù)。”
原文鏈接：https://www.theguardian.com/science/2019/jan/23/scientists-rewrite-mice-dna-so-genes-can-be-spread-through-species
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