DNA親子鑒定 【科技在線】

北京時(shí)間7月29日的新聞報(bào)道，海外媒體的宣傳顯示，半個(gè)多世紀(jì)來(lái)，科學(xué)家一直夢(mèng)想著利用自私的基因?qū)⒒驅(qū)胨形锓N。 這個(gè)基因是自然界的大怪人，可以繞開(kāi)正常的遺傳規(guī)律，勉強(qiáng)把自己遺傳給下一代。 幾年前，隨著crispr-cas9基因技術(shù)的出現(xiàn)，這部科幻小說(shuō)的彩色理念成為觸手可及的現(xiàn)實(shí)，被稱為基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)( gene drive )。 但是，除了對(duì)媒體炒作和濫用該技術(shù)的恐懼之外，科學(xué)家目前還對(duì)基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)的實(shí)際作用提出了疑問(wèn)。

基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)是一種分子技術(shù)，可強(qiáng)行將經(jīng)過(guò)的基因遺傳給下一代，無(wú)視自然界父母雙方各占50%的遺傳法則。一直到年，研究人員才在果蠅身上演示了經(jīng)人類(lèi)的基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)。很快，科學(xué)家就已經(jīng)開(kāi)始考慮利用該技術(shù)消滅害蟲(chóng)、殺死瘧蚊了。 但不久便有人發(fā)現(xiàn)，在雌性蚊子的不育基因往下遺傳了多代之后，蚊子產(chǎn)生了 抵抗力 ，部分蚊子不會(huì)再遺傳到這種變異基因。就像細(xì)菌可對(duì)抗生素產(chǎn)生耐藥性一樣，野生生物也能對(duì)旨在消滅自己的基因產(chǎn)生抵抗力?；蝌?qū)動(dòng)技術(shù)就此失靈。 在近日期刊《plos genetics》上發(fā)表的一篇文案中，康奈爾大學(xué)的科學(xué)家指出，多個(gè)果蠅似乎對(duì)基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)具有天然抗體。該論文更加有力的證明，對(duì)大量野生物種進(jìn)行基因并非僅僅向基因組中嵌入基因驅(qū)動(dòng)dna那樣簡(jiǎn)單。 新西蘭政府正在考慮利用基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)殺滅入侵的害蟲(chóng)。在美國(guó)楠塔基特與瑪莎葡萄園，一名科學(xué)家想利用該技術(shù)根除萊姆病(一種由蜱蟲(chóng)叮咬引起的疾病)。在關(guān)島，還有人希望以此控制樹(shù)上長(zhǎng)蛇的問(wèn)題。但科學(xué)家也指出，該技術(shù)的快速發(fā)展不可能這么快。 由于抗體率過(guò)高，驅(qū)動(dòng)基因不可能在物種內(nèi)部廣泛傳遞。 該研究的共同作者之一菲利普 梅賽(phillip messer)指出， 關(guān)鍵在于，生物的抵抗力比我們此前預(yù)計(jì)的嚴(yán)重得多。這一技術(shù)仍可發(fā)揮作用，只是不像初所想的那么簡(jiǎn)單。 還有人指出，到目前為止，圍繞基因驅(qū)動(dòng)展開(kāi)的探討都只是紙上談兵，嚴(yán)重脫離現(xiàn)實(shí)。 生物的 抵抗力 可垂手而得地阻撓基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)的快速發(fā)展，使其不太容易實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。 該論文指出。 要將基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)投入實(shí)際采用，生物的抵抗力并不是的阻礙。舉例來(lái)說(shuō)，到目前為止，合成基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)還只在昆蟲(chóng)和酵母菌身上實(shí)驗(yàn)過(guò)。該技術(shù)的安全性也是人們關(guān)注的一大要點(diǎn)。此外，從環(huán)保界的抗議來(lái)看，該技術(shù)還會(huì)遭遇不少監(jiān)管和政治障礙。 但大的問(wèn)題也許還是生物的抵抗力。同時(shí)這個(gè)問(wèn)題直到近才得到人們的重視。 人們開(kāi)始關(guān)注該技術(shù)的細(xì)枝末節(jié)，我們也開(kāi)始研究需要處理的細(xì)節(jié)問(wèn)題。 印第安納大學(xué)生物學(xué)家加布里埃爾 森特(gabriel zenter)說(shuō)道。 在這項(xiàng)新研究中，科學(xué)家對(duì)或許與這種抵抗力有關(guān)的機(jī)制有了些許了解。在基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)面前，有些果蠅似乎有著更強(qiáng)的基因抵抗力?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)，這種抵抗力可形成于受精前和胚胎發(fā)育過(guò)程中。此外，基因抵抗力可能會(huì)在某一代果蠅中突然出現(xiàn)。這意味著即使我們對(duì)野生生物采用了該技術(shù)，也不太容易預(yù)測(cè)它的比較有效性。 你不知道基因組中是否有會(huì)對(duì)基因驅(qū)動(dòng)工具造成正面或負(fù)面影響的因素。 森特指出，他本人并未參與此次研究， 人們此前并未預(yù)料到會(huì)出現(xiàn)基因背景的問(wèn)題。至于這些函待處理的障礙，我認(rèn)為我們的理解正日趨成熟。 幾支團(tuán)隊(duì)已經(jīng)對(duì)比這些障礙展開(kāi)了研究。在今年發(fā)表的另一篇論文中，研究人員提出了一種重新設(shè)計(jì)基因驅(qū)動(dòng)工具的做法，也許能攻克生物對(duì)它的免疫力。該做法假設(shè)，如果使基因驅(qū)動(dòng)工具的結(jié)構(gòu)多而雜化，物種在短時(shí)間內(nèi)就難以進(jìn)化出免疫能力。運(yùn)用這種新做法，基因驅(qū)動(dòng)工具切除dna片段時(shí)便不僅限于一處，而是分散在不同地點(diǎn)，因?yàn)榇薲na需要經(jīng)過(guò)多次變異、才能覆蓋基因驅(qū)動(dòng)工具的影響。此外，研究人員還提出了另一種做法，將目標(biāo)瞄準(zhǔn)基因組中對(duì)生物身體健康至關(guān)重要的部位，因?yàn)檫@部分基因的變異概率低。 梅賽的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)用第一種做法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。 有一定效果，但不如我們希望的那樣比較有效。 梅賽指出，真正比較有效的基因驅(qū)動(dòng)工具將比全部人想象中多而雜得多。為對(duì)抗生物的基因抵抗力，該技術(shù)將采取多種不同策略、攻入其基因組。 正在哈佛研究基因驅(qū)動(dòng)的博士生查爾斯頓 諾伯(charleston noble)則更為樂(lè)觀。他指出，蚊子產(chǎn)生抵抗力的可能性比果蠅要小。并非各個(gè)物種解決起來(lái)都如此棘手，而且有時(shí)候根本不需要一整個(gè)物種、就能達(dá)到預(yù)期的效果。 此外，麻省理工學(xué)院的合成生物學(xué)家凱文 艾斯維爾特(kevin esvelt)稱，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)只是驗(yàn)證了科學(xué)家早就知道的事實(shí)而已。 這些實(shí)驗(yàn)證明，根本沒(méi)必要研發(fā)只能切除一處dna片段的基因驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)， 他指出， 我不明確這能否突破該行業(yè)的瓶頸，也不明確這種技術(shù)能否成為現(xiàn)實(shí)。

在合成生物學(xué)行業(yè)，人們常說(shuō)生命有其做法。 這句話可能有幾個(gè)道理。 對(duì)于自然來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單的基因開(kāi)關(guān)是不夠的。