用“不育基因”消滅外來害蟲可能是可能的
阿德萊德大學的研究人員已經(jīng)證明,有可能通過負基因的遺傳來消滅侵入性有害生物的數(shù)量 - 一種被稱為基因驅(qū)動的技術。
侵入性有害生物使世界各地的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)損失數(shù)億美元,并對生物多樣性和環(huán)境構成重大威脅。使用基因驅(qū)動技術通過害蟲種群傳播有害基因(例如導致不育的基因)被視為保護科學和農(nóng)業(yè)的潛在“銀彈”。該技術還可用于公共衛(wèi)生利益,以控制蚊子等動物的疾病傳播。
阿德萊德大學的研究人員開發(fā)了一種現(xiàn)實的數(shù)學模型來預測基因驅(qū)動是否可以用來根除島嶼上的侵入性小鼠群體。群島將是最有可能進行基因驅(qū)動的試驗場,以盡量減少向非目標人群傳播的風險。
研究人員在“英國皇家學會學報B”雜志上發(fā)表的研究表明,通過計算機模擬研究表明,單次引入100只帶有導致不育的基因驅(qū)動的小鼠可以在4到5年內(nèi)根除50,000只個體的島鼠。
“如果可行,該技術為入侵物種控制提供了一種人性化的,有針對性的解決方案。這可以補充甚至取代傳統(tǒng)的控制方法,如剔除,誘捕和毒餌,以及更先進的生物控制,如兔出血癥,”鉛作者和數(shù)學生態(tài)學家Thomas Prowse博士,來自阿德萊德大學數(shù)學科學學院。
“我們的論文指出,使用基因驅(qū)動來控制入侵害蟲種群可能是可行的,但當然圍繞這項新技術的炒作仍然遠遠領先于科學。”
研究人員找到了一種方法來抵抗抗性基因的進化,這可能會阻礙這種技術用于種群控制。但是,他們說,良好的基因驅(qū)動設計至關重要。
基因驅(qū)動通過克服自然選擇的規(guī)律來進行工作,這通常會從群體中去除有害基因。
“新的CRISPR / Cas9基因編輯技術使基因驅(qū)動能夠在卵子和精子生成過程中自我復制 - 這確保了它傳遞給下一代并最終導致整個群體的傳播。我們的結果表明放置基因驅(qū)動生育或生存基因最終會導致人口崩潰,“大學生物科學學院的分子遺傳學家保羅托馬斯教授說。
即便如此,進化仍然通過產(chǎn)生不接受基因驅(qū)動的抗性基因來擾亂這一過程。研究人員表明,一種允許“多次擊球”的技術克服了這個問題。
“下一步必要的步驟是在安全條件下開發(fā)實驗室小鼠中的基因驅(qū)動,以便改進這種根除害蟲的潛力建模,”托馬斯教授說。“這將提供辯論圍繞生物安全,監(jiān)管和道德的重要問題所需的關鍵數(shù)據(jù)。”
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