新西兰正利用基因编辑控制野生动物

A Sugar Glider, Petaurus breviceps, looks out at visitors from a tree trunk inside its enclosure at the Night Safari in Singapore August 17, 2012. The Sugar Glider is part of the new Wallaby Trail exhibit which opened to the public on Friday. REUTERS/Tim Chong (SINGAPORE - Tags: ANIMALS ENVIRONMENT SOCIETY)
New Zealand may use gene drives to eliminate pests, but this could drastically change the ecosystem.Image: REUTERS/Tim Chong
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新西兰的基因驱动计划

专家正在考虑将基因编辑技术用作应对当今世界一些重大生物学挑战的工具:从控制或限制病媒传播疾病的蔓延,到促进自然保护,无所不包。新西兰的科学家尤其关注利用基因编辑工具 CRISPR 实现基因驱动的潜力。

基因驱动系统利用基因编辑促进某种特定基因变体的遗传,从而提高它在某个生物种群中的频率。新西兰正考虑将基因驱动用作减少鼠、家鼠、白鼬和负鼠等害兽数量的工具,甚至可能彻底消灭它们。此举引发了全球关注,也点燃了关于基因驱动用途的辩论。

在发表于《PLOS Biology》的一项研究中,新西兰奥塔哥大学的 Neil Gemmell 和麻省理工学院(MIT)的 Kevin Esvelt 研究了现有自我传播型基因驱动系统意外扩散可能造成的后果。

“我认为有必要指出,我们这篇文章旨在从全球视角增进人们对基因驱动的了解并引发讨论;我们并非反对基因驱动技术本身,也不反对探索将这项技术作为一系列技术解决方案的组成部分,以实现新西兰消除捕食者的目标。”Gemmell 告诉 Futurism。

“归根结底,制造一种标准的、自我传播型 CRISPR 基因驱动系统,很可能相当于创造一个新的高度入侵性物种——二者都可能扩散到任何适宜其生存的生态系统,并可能造成生态变化。”Esvelt 在一份新闻稿中解释道。他是最早描述如何利用 CRISPR 实现基因驱动的人士之一。

Image: 剑桥大学出版社

迅速涌现的解决方案

工程化基因驱动系统有望发挥显著作用,但专家对其使用仍有一些顾虑。“我认为,基因驱动是未来解决自然保护领域各种问题的重要方案,但如果要认真考虑在环境中部署,就必须能在某种程度上对其加以控制。”Gemmell 解释道。

正如Anthony James(加利福尼亚大学欧文分校生物科学学院 Donald Bren 微生物学与生物化学教授)告诉 Futurism 的那样,基因驱动的真正潜力只有“经过全面的实验室测试后”才能实现。

“我们已经身处最坏情形之中(人类和动物患病、死亡,珍贵岛屿物种灭绝),而基因驱动技术有望提供解决方案。”James 补充道。“它们可能并不适用于所有情况,但对于那些收益可能远超成本的情况,应当进行探索。”他说,识别并应对此类情况将是最审慎的做法。

基因驱动的潜力显而易见,但这些系统何时才能安全部署?Gemmell 根据果蝇实验推测,我们有望在 3 至 5 年内看到这类系统。不过,他也补充了一点:他不确定在这段时间内,我们是否能“建立起部署此类技术所需的社会、伦理和法律框架”。

事实上,Gemmell 和 Esvelt 警告说,基因驱动系统可能对整个物种产生超出预期的影响。“各国可能互相起诉,要求赔偿生态损害,甚至社会和文化损害;事情可能会变得一团糟。”Gemmell 解释说,由于人们对这项技术缺乏信心,这种情况可能会阻碍基因驱动研究。

“通过开放对话和研究,我希望新的解决方案能够迅速涌现,让我们拥有可通过多种方式加以控制的基因驱动系统,例如 [Esvelt 的] 菊花链基因驱动所预测的有限生命周期。”Gemmell 说。“毕竟,这项技术问世才几年;鉴于我们正在见证的发展速度,更容易控制的新工具可能很快就会出现。”

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