科学家称基因灭虫技术前景喜人却面临困境
时间:2017-12-07

  科学家说遗传灭虫技术很有希望但面临困难 - 新闻 - 科学网

  如果这种方法起作用,并通过监管和道德批准,那么基因驱动可能是一个新的方式来摆脱携带疟疾的蚊子。图片来源:JAMES GATHANY

  这个想法听起来简单而诱人:通过在一组动物中快速传播基因,可以阻止疾病的传播或直接杀死农业害虫等物种。然而,最近由华盛顿国家科学院,工程院和医学院(NAS)主办的研讨会明确指出,这个概念的核心,即基因驱动技术,仍然面临着各种科学和监管不确定性。因此,基因驱动技术的工业应用还有很长的路要走。伦敦帝国学院的人类遗传学家Austin Burt说。

  过去三年来,一种称为CRISPR-Cas9的技术,能够通过DNA剪切治疗许多疾病,通过改变多个器官的DNA进行精确的医学治疗,彻底改变了科学家的精确医疗能力。这种技术的低成本,易于操作,以及其在几乎所有物种测试中的有效性正在推动采用另一种基因驱动技术用于大量生物体。因为遗传驱动可以遗传修饰偏离以支持某些特定的基因,所以如果将这些遗传变化引入到一个物种的群体中,这种遗传变化很快会在物种内部传播。如果基因驱动来控制生殖,或者在一定程度上控制了物种的生存,理论上它可以灭绝物种。

  去年,华盛顿大学的生物学家提出应该使用CRISPR-Cas9基因驱动技术来消除一些入侵物种,从而保护这些濒危物种。一些科学家立刻要求对这种技术进行更多的控制,因为一旦释放出来,基因驱动就难以停止或被扭转。今年七月,遗传学家说,基因驱动的技术几乎可以肯定地传播实验室中果蝇种群间的染色体突变,加剧了基因驱动技术带来的恐慌。

  NAS组织了一个评估技术的委员会,该委员会组织了四次关于基因驱动研究的科学,伦理和监管信息研讨会,其中第二个研讨会在华盛顿举行。救援人员讨论了现有的监管和道德框架是否足以指导和规范基因驱动技术的发展,并报告说还需要更多地了解基因驱动技术的生态效应,基因驱动目标的特异性,人群中遗传改变的有效性。显然,我们对这个系统知之甚少。弗吉尼亚理工大学和州立大学的分子遗传学家扎克·阿德尔曼说。但是伯特说,鉴于基因驱动技术仍处于研究的早期阶段,NAS有足够的时间来处理这个问题。

  在报告中,Burt和一些科学家也强调了为什么基因驱动的技术可能不像有些人想象的那样有用或可怕:

  还没有证明CRISPR-Cas9基因驱动的改变将在一个物种中持续多代。

  生物学家说,目前只有很少的生物可以作为代表来预测遗传变化的生态效应或物种的消失。

  在将基因驱动技术应用于野生物种之前,CRISPR-Cas9基因编辑技术需要比当前实验室的准确性更精确。

  现在应该采取一种更生态安全的方法,例如改变蚊子基因,使它们不能将疟疾病原体传播给人类,而不是使用基因驱动的技术来消灭蚊子。

  一个更有效的自毁安全策略是允许这种基因驱动的技术在影响几代物种后逐渐消失,或者研究人员可以决定是否需要停止单个基因的传播。

  在推出基因驱动技术之前,应该仔细研究哪些动物有跨物种繁殖现象。

  虽然一些研究人员认为,监管措施,如重组DNA的监管规则和一些机构的“审查人员足以监督基因驱动的技术,一些人认为,基因驱动的技术是一个完全不同的技术,其核心不仅仅是它”波士顿大学生物技术国际条约专家大卫·沃斯(David Wirth)说,改变和繁殖突变基因是很容易的,他说,制定一个统一的标准是非常重要的。

  正如一些来自泰国,非洲和危地马拉的与会者所说的,当地人民拥抱基因驱动的技术还需要很长时间和过程。这并不意味着我们可以立即开始使用这项技术。华盛顿威尔逊·伍德罗·威尔逊国际奖学金中心的托德·奎肯说。

  今年12月,NAS将组织另一个CRISPR-Cas9技术的高峰会,这个技术可以编辑人类胚胎基因,这在某种程度上正在拉回已经走出门外的阶梯。 Kuiken说,情况的严重程度与基因驱动技术的情况并不相同,NAS评论现在正是如此。

  (红枫树)

  中国科学通报(2015-11-09第三版国际)

  阅读更多信息

  科学报告(英文)