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DNA親子鑒定 【科技在線】

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

基因驅(qū)動技術是一種分子技術，可強行將經(jīng)過的基因遺傳給下一代，無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)人類的基因驅(qū)動技術。很快，科學家就已經(jīng)開始考慮利用該技術消滅害蟲、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 ，部分蚊子不會再遺傳到這種變異基因。就像細菌可對抗生素產(chǎn)生耐藥性一樣，野生生物也能對旨在消滅自己的基因產(chǎn)生抵抗力。基因驅(qū)動技術就此失靈。 在近日期刊《plos genetics》上發(fā)表的一篇文案中，康奈爾大學的科學家指出，多個果蠅似乎對基因驅(qū)動技術具有天然抗體。該論文更加有力的證明，對大量野生物種進行基因并非僅僅向基因組中嵌入基因驅(qū)動dna那樣簡單。 新西蘭政府正在考慮利用基因驅(qū)動技術殺滅入侵的害蟲。在美國楠塔基特與瑪莎葡萄園，一名科學家想利用該技術根除萊姆病(一種由蜱蟲叮咬引起的疾病)。在關島，還有人希望以此控制樹上長蛇的問題。但科學家也指出，該技術的快速發(fā)展不可能這么快。 由于抗體率過高，驅(qū)動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， 關鍵在于，生物的抵抗力比我們此前預計的嚴重得多。這一技術仍可發(fā)揮作用，只是不像初所想的那么簡單。 還有人指出，到目前為止，圍繞基因驅(qū)動展開的探討都只是紙上談兵，嚴重脫離現(xiàn)實。 生物的 抵抗力 可垂手而得地阻撓基因驅(qū)動技術的快速發(fā)展，使其不太容易實現(xiàn)預期效果。 該論文指出。 要將基因驅(qū)動技術投入實際采用，生物的抵抗力并不是的阻礙。舉例來說，到目前為止，合成基因驅(qū)動技術還只在昆蟲和酵母菌身上實驗過。該技術的安全性也是人們關注的一大要點。此外，從環(huán)保界的抗議來看，該技術還會遭遇不少監(jiān)管和政治障礙。 但大的問題也許還是生物的抵抗力。同時這個問題直到近才得到人們的重視。 人們開始關注該技術的細枝末節(jié)，我們也開始研究需要處理的細節(jié)問題。 印第安納大學生物學家加布里埃爾 森特(gabriel zenter)說道。 在這項新研究中，科學家對或許與這種抵抗力有關的機制有了些許了解。在基因驅(qū)動技術面前，有些果蠅似乎有著更強的基因抵抗力?？茖W家還發(fā)現(xiàn)，這種抵抗力可形成于受精前和胚胎發(fā)育過程中。此外，基因抵抗力可能會在某一代果蠅中突然出現(xiàn)。這意味著即使我們對野生生物采用了該技術，也不太容易預測它的比較有效性。 你不知道基因組中是否有會對基因驅(qū)動工具造成正面或負面影響的因素。 森特指出，他本人并未參與此次研究， 人們此前并未預料到會出現(xiàn)基因背景的問題。至于這些函待處理的障礙，我認為我們的理解正日趨成熟。 幾支團隊已經(jīng)對比這些障礙展開了研究。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計基因驅(qū)動工具的做法，也許能攻克生物對它的免疫力。該做法假設，如果使基因驅(qū)動工具的結構多而雜化，物種在短時間內(nèi)就難以進化出免疫能力。運用這種新做法，基因驅(qū)動工具切除dna片段時便不僅限于一處，而是分散在不同地點，因為此dna需要經(jīng)過多次變異、才能覆蓋基因驅(qū)動工具的影響。此外，研究人員還提出了另一種做法，將目標瞄準基因組中對生物身體健康至關重要的部位，因為這部分基因的變異概率低。 梅賽的實驗室已經(jīng)用第一種做法進行了實驗。 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)動工具將比全部人想象中多而雜得多。為對抗生物的基因抵抗力，該技術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)動的博士生查爾斯頓 諾伯(charleston noble)則更為樂觀。他指出，蚊子產(chǎn)生抵抗力的可能性比果蠅要小。并非各個物種解決起來都如此棘手，而且有時候根本不需要一整個物種、就能達到預期的效果。 此外，麻省理工學院的合成生物學家凱文 艾斯維爾特(kevin esvelt)稱，這項實驗只是驗證了科學家早就知道的事實而已。 這些實驗證明，根本沒必要研發(fā)只能切除一處dna片段的基因驅(qū)動系統(tǒng)， 他指出， 我不明確這能否突破該行業(yè)的瓶頸，也不明確這種技術能否成為現(xiàn)實。

在合成生物學行業(yè)，人們常說生命有其做法。 這句話可能有幾個道理。 對于自然來說，簡單的基因開關是不夠的。