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人造演化: 科学家正在用基因编辑使老鼠与蚊虫绝种!


2017/4/26  编辑:admin 来源:本站整理   
您所就在的时间是2050年, 地点是新西兰。 科技的进步戏剧化地改变了人类栖息之岛上的生命, 乍看之下, 岛上的动物未受反应影响。
但有一件奇怪的事:所有入侵的啮齿动物都从这座岛上消失了, 包括老鼠、负鼠、其他曾侵害当地罕见物种的掠食动物。 好几世纪以来, 大量入侵的外来物种损害了农业生产力, 破坏了该地的原始之美, 还使具代表性的物种(例如将不会飞的奇异鸟)濒临绝种。
但情况再也不同了, 2050年时, 所有入侵的掠食动物都消失了。
这听起来有可能很像科幻电影情节, 但其实它是新西兰野生动物新计划的目标, 为的是摆脱所有有害动物。 单凭传统方法(下毒、设陷阱)是不有可能达成目标的;这个浩大的计划发展出一项新的基因工程技术, 使入侵的物种不孕, 用它们我自己的DNA来消灭它们。
现就在科学家的国际研究小组, 已现在开始就在实验室的老鼠身上, 测试前所未见的哺乳动物基因驱动技术。 名为“基因编辑永动机” “perpetual motion machine of gene editing”的基因驱动技术, 优点就在于将选定的基因资讯(例如再也不能够繁殖的基因) 传播到所有入侵物种身上。
它是强大且有点惊人的必备工具, 能媲美“天择”的过程。
如果新的基因驱动技术有效, 而新西兰的计划更进一步推展了, 那么这就是人类首度用此科技来消灭当地某种动物的例子。
人造演化
此项科技就在目前已就在昆虫身上来进行测试, 目标是要消灭会传播疾病的蚊子。
基因驱动技术提供一个混淆“演化过程”的方法。 多数动物有2组相同的基因:它们有可能相同, 也有可能是不同的变体。 假设一种变体基因是天择, 另一种被人类编辑成不孕基因。 当2种基因混合, 就像有性生殖的过程, 动物的后代会遗传到2种变体基因。
基因驱动技术会找出自然的变体基因, 将它从DNA中移除, 并迅速将它取代为“编辑成不孕的基因”。 这代表所有的后代只会有突变基因, 而当基因突变的动物与“正常”动物繁殖时, 相同的过程再度发生, 多亏了基因驱动技术, 它们的下一代将再度拥有突变基因。
结果会怎么才能?当突变基因的量足够了, 就在大约十个世代中, 它会从一只动物, 扩展到百分之百的总体。
Andrew Hammond博士是伦敦帝国学院的基因工程师, 他就在蚊子身上测试基因驱动技术, 他说:“就在很短的时间内, 您真的能将野生族群变成改良族群。 ”
雌性木马病毒
基因驱动技术原本有一些问题, 像是基因编辑的效率低。 但多亏了新必备工具CRISPR, 现就在能很容易地就在任意一个地方、用任意一个方式, 精确设计design出基因突变, 进而为科学家启动一条大道, 能使基因驱动技术适用于哺乳动物身上。
用这项技术来消灭有害动物, 有2步骤。 第一步, 科学家得去寻找到一个能增强不孕特点的基因。 下一步, 他们得确保此基因会就在基因驱动中传递下去, 这是一件较难办的事, 因为不孕的动物不易于繁殖。
有个变通的方法就是雌性木马病毒法, Daniel Tompkins博士率先就在新西兰土地养护研究组织实行此法。 这项科技实行的重点就在于粒线体, 它是细胞中的小发电所, 提供能量让精子正常游动。
粒线体DNA中的突变会很大很大减少精子的活动系列力和雄性繁殖力。 更聪明的是:因为粒线体只从妈妈身上传下来, 它们能就在天择的演化过程中存活。 换句话, 基因突变的妈妈将会生下不孕的儿子, 但她们的女儿(也有基恩突变)将能再次繁殖, 生育更多不孕的雄性后代。
经历足够的时间和世代, 性别比例会偏向雌性, 繁殖率大降。 所有流浪的有害动物会吃下老鼠药而遭扑杀, 这些老鼠药有可能是用配有生物传感器的机器传送的。
无雌性后代的老鼠
德克萨斯州A&M大学的David Threadgill博士带领的另一组团队, 正就在试验一个有点不同的方法。
他的团队用的是一组天生利己的基因, 它叫做t-complex。 带有t-complex的精子较“健康”, 因此比起其他不含t-complex的精子, 较容易让更多卵子受精。
Threadgill对Singularity Hub网站说明, 这代表t-complex天生能遗传到下一个世代, 成功机率是95%。
Threadgill善用这个天然机制, 他的团队将一个复制的Sry基因连结至t-complex基因。 您可就在Y染色体中去寻找到Sry基因, Sry是产生“雄性特征”的主要基因, 遗传到Sry基因的动物会发展出雄性性器官。
如果一切照计划来进行, 就在精子使卵子受精时, 额外的Sry基因将会缠上t-complex基因。 结果就是9/10的后代都会有额外的Sry基因, 因此变成雄性。
Threadgill说:“无雌性后代的方法是以昆虫的实验为基础, 但这个方法还未用就在老鼠身上。 ”现就在这个方法仍就在验证概念的阶段, 但该团队计划要就在大范围中测试此基因驱动的效果, 以此改变性别比例。
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