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Nature:風口浪尖上的CRISPR基因編輯

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2020-01-12瀏覽次數:1010

“廢話!”,這是哈佛醫學院生物學家Kevin Esvelt在去年《科學》(科學)上發表研究論文時的第一句話。這項工作描述了使用基因編輯技術將突變插入果蠅中,這種突變可以傳遞給幾乎所有的果蠅后代。盡管有趣,但這份研究報告令Esvelt感到不安:如果基因工程果蠅從實驗室逃出,突變可能在整個野生種群中迅速傳播。

但這使得加州大學歐文分校的分子生物學家安東尼詹姆斯非常興奮。在寫給研究作者的信中,他寫道:“上帝!我們能把它應用到蚊子身上嗎?”

7月30日,美國國家科學院(NAS)首次舉行了一系列會議,以尋找平衡這種“基因驅動”技術的潛力和風險的方法。通過將預期的遺傳修飾與生物一起插入DNA中,這種變化傳遞給下一代的可能性增加,這不僅能夠快速轉化個體生物,而且還影響整個種群。該技術可用于防止蚊子攜帶瘧疾寄生蟲或消除有害的入侵物種,但它也可能導致意外的環境成本,并且可能無法逆轉這種影響。佛羅里達大學的遺傳學家Walter Tabachnick說:“一旦你邁出這一步,你就無法恢復它。”

基因驅動的概念已經提出了十多年。但是直到大約3年前CRISPR的出現,它的實用性得到了極大的提高。 CRISPR基因編輯技術能夠精確修飾生物體的DNA。

在這篇科學論文中,加利福尼亞大學圣地亞哥分校的發育生物學家Ethan Bier和他的學生Valentino Gantz使用CRISPR將遺傳修飾插入到一對染色體基因中,所以當這些果蠅繁殖時,這種修飾傳遞給幾乎所有的后代。

這項研究工作的目標是開發一個系統,使其更容易研究難以在實驗室中繁殖的生物體的遺傳變化。由于CRISPR已被證明可以在多種生物體中發揮作用,研究人員希望一年能夠以同樣的方式改造野生種群。

請求注意

考慮到CRISPR的潛力和風險,上周,Esvelt召集了一組科學家在“科學”雜志上發表評論文章,建議為實驗室的基因驅動研究制定一系列預防策略。與此同時,美國國家科學院會議標志著為期15個月的調查啟動,以尋找降低野生釋放風險的方法。由于沒有人在蚊子中進行CRISPR研究工作,委員會將花一些時間來完成這項工作。

在華盛頓智庫威爾遜中心從事科學與政策關系研究的Todd Kuiken指出,這是非常緊迫的。 CRISPR基因驅動技術正在以極快的速度發展,并且有可能以某種意想不到的方式顯著改變生態。在會議上,Kuiken使用了亞洲鯰魚入侵美國的一些湖泊作為例子,表明對某些野生生態系統知之甚少。 “雖然它是一種入侵物種,但它仍然是一種確定的物種。我認為我們不夠了解。當我們從如此龐大的生態系統中移除一個物種時,我們如何評估發生了什么?“

與此同時,Esvelt及其同事還研究了秀麗隱桿線蟲中的CRISPR基因驅動系統,以了解更多關于累積突變對種群的影響,因為工程DNA在幾代人之間傳播。他們還在測試確保一旦有機體被釋放后基因驅動可以被撤消的方法。

國防高級研究計劃局(DARPA)的遺傳學家Daniel Wattendorf表示,這些問題需要及時解決。出于安全原因,也許DARPA需要在制定指南之前就這項技術開展一些工作。

Tabachnick仍然擔心這些準備工作可能還不夠。 “你如何測試這樣一個系統,它怎么能安全?我不相信所有這些工作都可以提供人們所要求的安全性。“

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