科学家改写小鼠DNA,使基因在种群中扩散

发布日期:2019-03-11

  

  近日,科学家们在哺乳动物中首次证明了一种可以将特定基因传播到整个野生物种中有争议的技术。美国的研究人员证实,“基因驱动”可以改变小鼠的基因组成,使其能够携带由科学家们设计的DNA。
  基因驱动的工作方式是打破常规的遗传规则,以确保特定基因(通常是经过修饰的基因)以高于正常水平的速度在代际之间传播。
  这一技术引起了研究人员的极大兴趣,因为它具备对抗疟疾等疾病的潜力,比如通过改写携带疟原虫蚊子的基因组成。实验性的基因驱动已被用于将携带疾病的蚊子绝育。如果将这些蚊子释放回野外,它们的种群将面临锐减。其他的基因驱动提高了昆虫对寄生虫感染的抵抗力。
  许多科学家怀疑,同样的方法可能会被证明是一种更有效的替代方法,从而取代现有费力且昂贵的入侵物种清除项目。
  去年,世界上最大型的入侵物种清除项目最终让南乔治亚岛摆脱了250多年的野生老鼠对该岛的破坏。
  但是,尽管该技术具有潜力,很多研究人员仍保持谨慎的态度,因为如果该技术使用不慎,会导致整个生态系统的巨大灾难。
  2016年,美国国家科学院规定,在将基因驱动安全地用于野外之前,需要做更多的工作来理解和控制基因驱动。
  加州大学圣地亚哥分校的生物学家Kimberly Cooper希望在小鼠身上建立一种基因驱动,目的不是为了消灭它们,而是使其携带导致人类疾病的基因突变。这可以帮助科学家们更好地理解某些人类常见疾病。
  该研究发表在Nature上,在经历了一系列失败尝试后,他们找到了一种基因工程改造小鼠胚胎的方法,使雌性小鼠能够以比正常遗传规律更快地速度将修改的基因传播给后代。这一方法对雄性小鼠没有作用,但是能在其身上产生突变。


 
图片来源:Nature

  Cooper说:“我们的研究结果表明,对小鼠使用这种方法比对昆虫更加复杂,从而带来一个问题,使用这种方法在野外释放基因是否能达到我们所需的效率。一个担忧是,雄性小鼠体内存在的基因突变使它们对基因驱动产生抗性,而这会限制该方法被用于清除入侵啮齿类动物。”
  不过,Cooper仍然在实验室中看到了基因驱动的用途。它可以用来制造携带与人类疾病相关的多种遗传缺陷动物,如癌症,糖尿病和关节炎。她说:“我们希望可以单独完成所有这些变化,并了解每一个变化,然后将它们全部整合在一起。”
蒙彼利埃大学的Christophe Boëte表示,虽然这是一项关于哺乳动物基因驱动的原理验证,但是它表明利用这种方法控制入侵物种还只是遥远的预期。
  他说:“他们的研究结果表明,这种在野外根除种群的工具远未实现。如此低的效率意味着需要花费很多代时间,而且会出现对基因驱动产生抗性的自然选择。当然这只是这些问题微小的技术部分。在将这种方法用于生物保护之前,仍然还有很多重要的伦理、监管和生态问题需要考虑。”
   Cooper表示,对于基因驱动研究人员至关重要的是,要负起责任,并与更广泛的社会各界讨论他们的工作。
  她说:“总会存在不满意的人,因为总会有些人认为这项工作不应该进行。我不知道这样做是否真的有用。但这确实很麻烦,因为到底是谁有发言权?如果所有人都提出意见,那么就什么都无法做了。我认为的这个领域的研究人员都是非常谨慎的科学家。重要的是,这是一种非常强大的技术。”
  原文链接:https://www.theguardian.com/science/2019/jan/23/scientists-rewrite-mice-dna-so-genes-can-be-spread-through-species

来源:科技部网站