工程基因驅(qū)動(dòng)和未來(lái)
工程基因驅(qū)動(dòng)有可能在整個(gè)野生種群中傳播所需基因或抑制有害物種,因其具有控制生物的潛力,例如攜帶寨卡病毒,瘧疾和登革熱等疾病的蚊子,因此最近受到了很多關(guān)注。發(fā)熱。與此同時(shí),最近發(fā)現(xiàn)的CRISPR基因編輯技術(shù)有可能創(chuàng)造,簡(jiǎn)化和改進(jìn)基因驅(qū)動(dòng)的發(fā)展。
在一項(xiàng)高度創(chuàng)新和技術(shù)審查中,加州大學(xué)河濱分校的昆蟲(chóng)學(xué)家研究了不同的基因驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),分析了每種基因驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)以及與之相關(guān)的應(yīng)用,并調(diào)查了與之相關(guān)的安全和監(jiān)管問(wèn)題。“盡管基因驅(qū)動(dòng)具有潛在的所有益處,但它們?nèi)晕吹玫匠浞盅芯浚?rdquo;加州大學(xué)河濱分校昆蟲(chóng)學(xué)助理教授Omar Akbari說(shuō)。“考慮到這一點(diǎn),并且隨著進(jìn)展如此迅速,我們想退一步,全面了解正在發(fā)生的事情。”
Akbari也是加州大學(xué)河濱分校疾病媒介研究中心和綜合基因組生物學(xué)研究所的成員,該作品的相應(yīng)作者,“作弊進(jìn)化:工程基因推動(dòng)操縱野生種群的命運(yùn)”,剛剛出版在線(xiàn)自然評(píng)論遺傳學(xué)雜志。這件作品由Jackson Champer和Anna Buchman共同撰寫(xiě),他們都是與Akbari合作的博士后學(xué)生。
編輯生物基因以解決與公共和環(huán)境健康有關(guān)的生物問(wèn)題的想法已經(jīng)存在了幾十年。事實(shí)上,作者引用了1940年的一篇論文和其他來(lái)自20世紀(jì)60年代后期的論文來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題。
盡管基因驅(qū)動(dòng)具有廣泛的適用性和重要性,但在過(guò)去幾十年中,它們的進(jìn)展只有適度的發(fā)展。能夠在野生種群中發(fā)揮作用的基因驅(qū)動(dòng)僅在少數(shù)生物中產(chǎn)生,包括酵母,果蠅和兩種蚊子。
這部分是由于難以設(shè)計(jì)生物的基因組。然而,最近的進(jìn)展提供了能夠設(shè)計(jì)不同物種的基因組的工具。這些工具中最有希望的是CRISPR。
結(jié)合基因驅(qū)動(dòng)和CRISPR等工具可以開(kāi)發(fā)新的策略,以經(jīng)濟(jì)可行和環(huán)保的方式減少或消除昆蟲(chóng)傳播的疾病,去除外來(lái)入侵物種,甚至逆轉(zhuǎn)對(duì)殺蟲(chóng)劑和除草劑的抗性的發(fā)展。
在論文中,作者關(guān)注幾種類(lèi)型的基因驅(qū)動(dòng),包括基于歸巢的驅(qū)動(dòng),性連鎖減數(shù)分裂驅(qū)動(dòng),medea和underdominance基因驅(qū)動(dòng)。他們描述了基于不同屬性的基因驅(qū)動(dòng),包括傳播速率,物種特異性,適應(yīng)性成本,對(duì)抗性的敏感性,可移除性和可逆性。
他們還討論了基因驅(qū)動(dòng)是否被歸類(lèi)為“修飾驅(qū)動(dòng)”類(lèi)型,其被設(shè)計(jì)為通過(guò)具有期望特征的群體傳播,或者被稱(chēng)為“抑制驅(qū)動(dòng)”類(lèi)型,其具有減少目標(biāo)物種的群體的效果。
最后,作者論述了安全和監(jiān)管。他們提到了與基因驅(qū)動(dòng)相關(guān)的危險(xiǎn),包括可能導(dǎo)致滅絕,在地理區(qū)域外擴(kuò)散或穿越另一物種以及可能被濫用造成經(jīng)濟(jì)損失甚至生物恐怖主義的危險(xiǎn)。
他們寫(xiě)道,美國(guó)國(guó)家科學(xué)院最近召集了一個(gè)小組討論基因驅(qū)動(dòng)的潛在危害和監(jiān)管,并提出有關(guān)其安全使用的建議。作者說(shuō),沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)基因驅(qū)動(dòng)的立法,并且它們的使用需要得到當(dāng)?shù)氐耐狻H缓笏麄冄a(bǔ)充說(shuō):“完全透明,早期與公眾接觸對(duì)他們的批準(zhǔn)至關(guān)重要。”
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