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Nature:风口浪尖上的CRISPR基因编辑

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-01-12浏览次数:1010

“废话!”,这是哈佛医学院生物学家Kevin Esvelt在去年《科学》(科学)上发表研究论文时的第一句话。这项工作描述了使用基因编辑技术将突变插入果蝇中,这种突变可以传递给几乎所有的果蝇后代。尽管有趣,但这份研究报告令Esvelt感到不安:如果基因工程果蝇从实验室逃出,突变可能在整个野生种群中迅速传播。

但这使得加州大学欧文分校的分子生物学家安东尼詹姆斯非常兴奋。在写给研究作者的信中,他写道:“上帝!我们能把它应用到蚊子身上吗?”

7月30日,美国国家科学院(NAS)首次举行了一系列会议,以寻找平衡这种“基因驱动”技术的潜力和风险的方法。通过将预期的遗传修饰与生物一起插入DNA中,这种变化传递给下一代的可能性增加,这不仅能够快速转化个体生物,而且还影响整个种群。该技术可用于防止蚊子携带疟疾寄生虫或消除有害的入侵物种,但它也可能导致意外的环境成本,并且可能无法逆转这种影响。佛罗里达大学的遗传学家Walter Tabachnick说:“一旦你迈出这一步,你就无法恢复它。”

基因驱动的概念已经提出了十多年。但是直到大约3年前CRISPR的出现,它的实用性得到了极大的提高。 CRISPR基因编辑技术能够精确修饰生物体的DNA。

在这篇科学论文中,加利福尼亚大学圣地亚哥分校的发育生物学家Ethan Bier和他的学生Valentino Gantz使用CRISPR将遗传修饰插入到一对染色体基因中,所以当这些果蝇繁殖时,这种修饰传递给几乎所有的后代。

这项研究工作的目标是开发一个系统,使其更容易研究难以在实验室中繁殖的生物体的遗传变化。由于CRISPR已被证明可以在多种生物体中发挥作用,研究人员希望一年能够以同样的方式改造野生种群。

请求注意

考虑到CRISPR的潜力和风险,上周,Esvelt召集了一组科学家在“科学”杂志上发表评论文章,建议为实验室的基因驱动研究制定一系列预防策略。与此同时,美国国家科学院会议标志着为期15个月的调查启动,以寻找降低野生释放风险的方法。由于没有人在蚊子中进行CRISPR研究工作,委员会将花一些时间来完成这项工作。

在华盛顿智库威尔逊中心从事科学与政策关系研究的Todd Kuiken指出,这是非常紧迫的。 CRISPR基因驱动技术正在以极快的速度发展,并且有可能以某种意想不到的方式显着改变生态。在会议上,Kuiken使用了亚洲鲶鱼入侵美国的一些湖泊作为例子,表明对某些野生生态系统知之甚少。 “虽然它是一种入侵物种,但它仍然是一种确定的物种。我认为我们不够了解。当我们从如此庞大的生态系统中移除一个物种时,我们如何评估发生了什么?“

与此同时,Esvelt及其同事还研究了秀丽隐杆线虫中的CRISPR基因驱动系统,以了解更多关于累积突变对种群的影响,因为工程DNA在几代人之间传播。他们还在测试确保一旦有机体被释放后基因驱动可以被撤消的方法。

国防高级研究计划局(DARPA)的遗传学家Daniel Wattendorf表示,这些问题需要及时解决。出于安全原因,也许DARPA需要在制定指南之前就这项技术开展一些工作。

Tabachnick仍然担心这些准备工作可能还不够。 “你如何测试这样一个系统,它怎么能安全?我不相信所有这些工作都可以提供人们所要求的安全性。“