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基因驱动器

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基因驱动器是强大的工具:他们允许科学家破解动物如何将动物传递给他们的后代。他们可以让我们消灭持有疟疾的蚊子,保留濒危物种,或争取作物进食害虫

但是,一旦它在野外,一个基因驱动就不能从蔓延中停止 - 这使得人们紧张。如果有意外后果,我们希望能够拉动制动器。

现在,UC San Diego研究人员已经开发出一种新的遗传系统,使科学家可以停止或中和基因驱动,即使它们被释放到野外。影响可能是巨大的。

为什么这很重要

基因驱动器使用熟悉的基因编辑工具CRISPR来改变动物的基因。通过基因“驱动器”,改性基因将被传递给所有动物的孩子(而不是一半),以及他们所有的孩子等。

很快,基因通过整个人口传播。我们可以用它来制作整个物种的蚊子抗疟疾,阻止感染蔓延。

基因驱动可以使所有种类的蚊子对疟疾产生抗药性。

但是,晚上的科学家是什么潜力未知后果将基因释放到野外 - 变化可能影响整个生态系统。一个基因驱动器可以阻止一个病毒,如zika,只能加速另一个人的传播?改变或消除整个物种的所有环境影响是什么?

即使它是不太可能这让我们后悔杀死疟疾蚊子,一旦它释放到野外,就有一个应急计划就可以停止基因驱动可以减轻一些风险和不确定性。

基因如何运行工作

繁殖性繁殖的动物有两种每个基因的两份 - 每个父母的副本。当他们生育时,他们的后代有一个50/50的机会从祖母或爷爷遗传基因。因此,虽然科学家可以使用Crispr来修改动物的基因,但只有一半的后代会得到它,只有一半的孩子的孩子,依此类推 - 直到它消失或成为人口的小小的份额。

这就是基因驱动器的美丽进来的地方:而不是插入修饰的基因,基因驱动器也插入CrispRpr指令以插入该基因!一旦驱动器插入动物的DNA中,CRISPR将在修饰的序列中切断基因的原始副本和浆料。现在,个人有两份修饰基因的副本,这确保了它会被传递给他们所有的孩子 - 以及确保他们所有的后代的CRISPR工具也会自动传递它。

“基因刹车”

加州大学圣地亚哥分校的著名教授伊桑·比尔(Ethan Bier)说:“减轻基因驱动风险的一种方法是开发阻止它们扩散或在必要时删除它们。研究的资深作者。

为了阻止基因驱动的扩散,研究人员开发了一种反系统,可以灭活基因驱动。科学家可以将这种基因系统植入没有基因驱动的动物体内——如果该动物与有基因驱动的动物交配,这种基因驱动将被灭活。

研究人员开发了一种新的遗传系统,可以阻止野外的基因驱动。

首席研究员徐相儒说:“它在其轨道上使基因驱动失效,并继续在几代人之间‘追逐’驱动元素,直到它的功能在种群中消失。”

为了完全消除这种基因驱动,研究人员开发了另一种基因系统,可以插入已经有基因驱动的动物体内。这个系统导致驱动器攻击-并消除-自身。

比尔说,研究小组花了大约15年的时间开发这些新系统。然而,他警告说,这些中和系统并不能100%防止不可预见的后果。研究人员说,基因驱动有巨大的潜力,但负责任地使用它们取决于这些控制机制是否到位。

从实验室到野外

基因驱动器有证明自己的价值在实验室中,但他们还没有在该领域进行测试。

当它们在黄金时间准备就绪时,第一个可能使用它们的地方是西非国家布基纳法索。在这里,蚊子已经对杀虫剂产生了抗药性,66%的5岁以下儿童死亡是疟疾造成的。

由盖茨基金会(Gates Foundation)资助的非营利研究中心“防治疟疾”(Target Malaria)已经开始为在蚊子种群中引入抗疟疾基因驱动做准备。这包括向当地村庄进行基因驱动教育,并听取他们的意见,以及与该国政府和监管机构合作。

据新约克时报。

这可能并不重要

所有这些关于潜在的意外后果和应急计划的讨论都假定基因驱动在野外是非常有效的。

这可能很好,可以消灭疟疾,但如果它有不可预见的负面影响,它可能会成为一个问题。但科学家们认为这可能根本不会发生。也许基因驱动的蚊子会太分散而不起作用,或者自然选择会将它们淘汰——它们对潜在的配偶没有吸引力,或者它们会更容易被杀死或身体更虚弱。

所有这些未知因素都可以降低驱动器的有效性。目标疟疾告诉纽约时报,因为这些因素,他们实际上并没有预期基因驱动器完全根除疟疾。

目标疟疾组织的Delphine Thizy说:“我们的目标只是将一个区域的蚊子消灭掉,从而破坏寄生虫-昆虫-人类的循环。说过。“如果你看一下所有障碍 - 物理障碍物,就像地理,以及进化的压力一样 - 它更有可能甚至一个真正精心设计的基因驱动器也不会像我们想象的那样传播。”

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