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奇点

想象一个蚊子不再通过致命的疟疾寄生虫的世界,其中从澳大利亚消灭了甘蔗蟾蜍等入侵物种,并且农业化学抗性害虫恢复到原来的易感状态科学家目前对这样的前景感兴趣,多亏了所谓的基因驱动技术的进步虽然基因驱动的概念自20世纪60年代以来一直存在,但它是基因编辑技术的新发展,由实验室限制的苍蝇和蚊子的概念验证实验支持,激发了他们的想象力澳大利亚科学院正在开展关于基因驱动的公众咨询过程现在是社会,监管机构和各级政府开始考虑技术的应用和危害的时候可以使用称为CRISPR / Cas9的革命性基因编辑技术出于许多不同的目的例如,它最近出现在新闻中,因为它被用来编辑g为了对抗癌症而活着的人类的基因驱动基因驱动将基因编辑技术沿着一条完全不同的路径运行,在这条路径中,整个种群的生物体都有自己的基因组编辑

自我繁殖的遗传元素可以被设计为针对种群中的特定基因而破坏它们或用转基因替换它们,转基因是从其他生物中取出的基因从本质上说,基因驱动扭曲了孟德尔遗传的标准分离规律考虑一个雄性小鼠的典型基因,比如一个确定毛色的基因在孟德尔遗传下,那只老鼠会从母亲那里继承该基因的一个版本(或等位基因),从它的父亲那里继承一个版本

该鼠标产生的精子细胞只携带这两个版本中的一个,并且它从父亲那里获得的概率等于它来自母亲的概率如果这个基因不是一个典型的基因,而是它有一个版本增加了它自己遗传的可能性50%,它将有可能传播 - 或“驱动” - 通过人口天然基因驱动确实发生和开发利用它们进行人口控制的方法早已被讨论,甚至采用但是CRISPR / Cas9技术是游戏 - 改变是因为它使科学家能够设计出一种合成基因驱动器,该驱动器针对所选生物体中的特定特征生物体需要是一种有性繁殖,适合转基因操作并且生成时间短(由生殖年龄决定)的生物体

后一个标准意味着基因驱动不适合人类(或者实际上是大象),因为它们的生成时间太长但是科学家提出了各种类型的合成基因驱动器有些旨在抑制人口,而其他人会改变人口具有新特征(例如蚊子无法携带人类病原体)抑制策略的一个例子是通过人群驱动基因这导致一个性别过多如果携带该元素的母亲只生下儿子,那么随着基因驱动相对频率的增加,人口将减少这种策略被建议摆脱那些危害稀有本土的野生啮齿动物的岛屿物种基因驱动也可以取代更传统的昆虫种群控制策略,例如用于控制澳大利亚果蝇和世界各地蚊子的无菌昆虫技术

基因驱动策略不要求昆虫不断繁殖并从工厂规模中释放出来昆虫试图淹没害虫种群合成基因驱动自身扩散,每一代都可能翻倍,因此只需要释放相对少量的基因驱动昆虫来接种害虫种群

该基因的确切设计和性质驱动将取决于具体的生物体和问题,并有可能有很多选择例如,有一个针对女性生育能力或男性生育能力的基因驱动力会更好吗

将甘蔗蟾蜍无菌或改变它们以使它们不产生毒素会更好吗

在后一种情况下,蟾蜍种群会间接受到抑制,因为掠食者会发现它们更可口或者澳大利亚兔子中出现的粘液瘤病抗性等位基因可以被定位,这样这种控制剂就会再次变得更有效 同样,我们可以通过使它们再次易感而逆转已经对农业化学品产生抗性的害虫或昆虫的进化当然,基因驱动存在许多危害例如,引入害虫物种的基因驱动可能会扩散回来该动物的本土领域,它不是一种有害生物,但被视为生态系统的重要组成部分想象一下,如果新西兰人决定释放一种针对刷尾负鼠的基因驱动,被认为是该国引进的有害生物,并且它跳过塔斯曼海如何将这些驱动器包含在地区或国际边界

那些对该技术有不同立法的国家是否会产生贸易影响

我们如何最好地评估基因驱动器在发布之前的生态成本

鉴于人类已经对生物多样性造成的破坏,是否有意做出这样的决定,还有一个伦理问题:是否有意消灭整个物种,甚至是一种有病的蚊子

澳大利亚的一代研究旨在保护澳大利亚独特的生态系统和农业免受有害生物的侵害

也许对入侵物种的定位是基因驱动最佳应用的地方虽然这些早期控制策略中的大部分已经成功,但有一些值得注意的,如引入甘蔗蟾蜍已经恶化而不是改善情况但是,从过去的生物控制努力的成功和失败中可以学到很多东西,基因驱动技术具有保护和保护生物多样性的巨大潜力由于这些原因,以及疾病控制的原因,基因驱动路线值得确定是否有办法解决潜在的危害这就是为什么重要的人有机会阅读和评论澳大利亚科学院关于基因驱动的讨论文件所有反馈必须在11月的星期日之前2016年7月27日

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