研究人员正在实验室测试用于应对疟疾蚊子的基因驱动技术

2022年05月24日 16:45 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据BBC报道,研究小组Target Malaria正在实验室测试用于应对疟疾蚊子的基因驱动技术—下一代基因改造 (GM) 技术。英国反转基因压力团体 GM Freeze 的负责人 Liz O'Neill 说:“这非常令人担忧。释放在实验室里专门创造的东西,以对抗自然,并毫无例外地在野生种群中传播,这是非常傲慢的。”

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基因驱动的工作方式听起来像是科幻小说中的东西,但它们已经被用于实验室测试。这是很复杂的事情,但这里有一个简单的解释。

标准的转基因是将一个新的、经过实验室调整的基因引入一个生物体,而基因驱动技术则更进一步。它引入了一种基因驱动--一种实验室创造的基因,它也可以自动复制自己--瞄准并删除一个特定的天然基因。

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它是这样工作的:如果一个含有基因驱动的动物(亲本A)与一个不含有基因驱动的动物(亲本B)交配,那么在开始结合它们的遗传物质的成形胚胎中,亲本A的基因驱动立即开始工作。它识别出与亲体B相反的染色体上的自然基因版本,并通过将其从DNA链中切断来破坏它。亲本B的染色体然后自我修复--但这样做是通过复制亲本A的基因驱动。

因此,胚胎和由此产生的后代几乎可以保证拥有基因驱动力,而不是标准的转基因的50%的机会--因为胚胎从父母双方获得一半的基因。

基因剪刀

基因驱动是通过在一个基因上添加一种叫做Crispr的东西,一种可编程的DNA序列。这告诉它以新胚胎中另一父母的DNA中的自然版本为目标。基因驱动还包含一种进行实际切割的酶。

那么,如此复杂的技术有什么意义呢?人们希望基因驱动可以用来大大减少疟疾蚊子的数量,以及其他害虫或入侵物种。这个过程比标准的DNA更有效,因为每一个后代都有引入的基因特征,它传播得更快更远。

处于该领域前沿的一个组织是Target Malaria,该组织已经开发出阻止蚊子产生雌性后代的基因驱动技术。这很重要,有两个原因--只有雌性才会咬人,而没有雌性,蚊子的数量就会急剧下降。

其核心目的是大大减少死于疟疾的人数--根据世界卫生组织的数据,2020年有627,000人死于疟疾。它还可以削减该疾病的经济影响。2020年有2.41亿个病例,大部分在非洲,估计疟疾每年会使非洲大陆的经济产出减少120亿美元。

入侵物种--从甘蔗蟾蜍到狮子鱼、褐蛇、果蝇、斑马贻贝和日本结缕草--的财务影响甚至更高。根据美国农业部国家入侵物种信息中心的数据,它们每年给美国和加拿大带来260亿美元的损失。在全球范围内,过去50年的影响为12.9亿美元。

然而,像Liz O'Neill这样的运动者说,不可预见的后果的风险太高了,例如基因驱动导致有害和不可预见的突变和连锁反应。

她说:“基因驱动是类固醇增压的转基因。在谈论基因驱动时,人们对使用任何基因改造的每一种担忧都会成倍增加,因为它们被设计成可以传播得很远很广。”

然而,虽然该技术尚未被授权在野外使用,但没有禁令禁止继续对其进行实验室研究。经过2018年的严肃辩论,《联合国生物多样性公约》裁定,这种情况可以继续。

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Jonathan Kayondo 博士是乌干达 Target Malaria 的首席研究员。他指出,自然基因驱动已经存在--支配性或"自私的基因"凌驾于较弱的基因之上。他还强调,在继续开发工程基因驱动时,安全仍然是核心问题。

他说:“疟疾是地球上最古老的疾病之一,尽管经过几十年的努力,每分钟仍有一名儿童死于疟疾。”

“迫切需要创新的方法,因为疟疾蚊子和疟疾寄生虫对目前的方法都越来越有抵抗力。基因驱动方法可以成为防治疟疾的综合方法的一部分,补充现有的干预措施。”

Kayondo博士补充说,Target Malaria正继续在伦敦帝国理工学院和意大利研究公司Polo GGB对蚊子进行基因驱动测试。

他补充说:“该项目正在一步步进行,在每个阶段都在评估该技术的安全性。”

“正在为研究的每个阶段寻求外部科学建议和独立的外部风险评估,如果有证据表明对人类、动物健康或环境安全的担忧使得该技术不能被参与社区和国家政府所接受,该项目将不会进一步进行。”

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世界上基因驱动的先驱开发者之一是美国生物学家Kevin Esvelt,他是麻省理工学院的副教授。他早在2013年就首次提出了这项技术。

Esvelt教授说,安全是最主要的关注点,而且它正在被纳入最新的基因驱动技术。他说:“鉴于基因驱动有可能改变整个野生种群,从而改变生态系统,这种技术的发展必须包括强有力的保障措施和控制方法。”

Esvelt教授补充说,这种技术正由一种叫做“daisy chain”的东西提供。在这种情况下,基因驱动被设计成在几代之后变得没有活力。或者每一代都将其传播减半,直到最终停止。他表示,利用这种技术,有可能控制和隔离基因驱动的传播。

他说:“一个城镇可以在其边界释放转基因生物,以改变当地的(特定生物)种群,同时尽量减少对隔壁城镇的影响。”

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