基因驱动可以根除入侵物种 - 但风险太大了吗?

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想象通过简单的编辑几只蟾蜍的DNA和释放它们放回野外能够消灭疟疾携带,对环境有害的甘蔗蟾蜍的摆脱蚊子的地区,可能拯救濒危物种。几年前,这种可能性会一直关闭表,但现在 - 的技术已经赶上和这些策略是可能的。

多年来,政府一直在测试的方式来处理,通过像检疫区和生物控制或引进天敌到不构成对环境的危害有问题的种方法威胁生物多样性入侵物种。现在,科学家可能已经找到了更便宜,更有效的解决问题的方法:基因驱动器。

如何将基因驱动器的工作?

虽然基因驱动器背后的科学是有点复杂,这个概念是相对简单的。 “基因驱动器的设计,迫使特定的基因工程性状,通过传播整个野生种群。其目的是改变整个种类的基因,甚至故意造成的物种灭绝,”说的澳大利亚地球的朋友路易丝销售。

一种方法包括使用CRISPR,基因编辑工具,它允许科学家编辑生物体的DNA。 CRISPR给科学家的DNA的特定位进行编程和修改基因组,使他们能够操纵自然选择的能力。这可能是解决方案,消除了一些在需要保护的环境入侵物种;然而,有关于它的安全性和各地的科学家是否能控制的转基因生物的传播问题,越来越多的争议。

保罗·托马斯,在阿德莱德大学生物化学和研究员的教授,他说基因驱动第一引发了他的兴趣回到2015年他遇到表明CRISPR基因驱动器可能会修改苍蝇整个人口的出版物来了以后。对于一些年来,他一直用CRISPR技术在他的实验室测试哺乳动物基因,改变小鼠基因组,创造人类疾病的小鼠模型。

“我们现在非常接近制定出基因驱动器是否将能够在小鼠中的工作,”他说。他声称掌握这种技术将在象病虫害防治方面提供了重要的突破。

“我们想踏上这一个原因是,我们可以看到,将有可能在基本的害虫种群控制许多不同脊椎动物害虫是全世界的问题,尤其是在澳大利亚,我们有很多引进的物种造成破坏的应用“。

潜在环境风险

托马斯说的关于研究这些转基因小鼠是确保它被安全地完成最具挑战性的事情之一 - 因为任何小鼠从实验室逃逸,融入野生群体也构成了一个巨大的问题。

引入修饰的小鼠分离的位置,例如当岛此问题仍然出现。 “如果我们去了,打掉了老鼠人口上的一个岛屿,一切都很好,但如果只从岛上逃出,回到大陆像欧洲和亚洲地区则完全可以在一个地方造成严重破坏,你止跌”不想消灭人口,”他解释说。

甘蔗蟾蜍,快速传播的害虫在澳大利亚北部常见的是一个很好的例子。

“人有兴趣摆脱甘蔗蟾蜍这听起来像一个伟大的想法,但如果我们用一个基因驱动对于一些这些甘蔗蟾蜍被莫名其妙地运回南美,他们是天然的,这可能导致严重破坏他们的外来人口“。

博士。麻省理工学院,谁首先提出使用CRISPR技术作为解决害虫的想法凯文esvelt,与接受采访时说 纽约时报 该修改的生物传播的风险是“不可接受的风险“。

在此之上,还有预测将有一个生态系统是什么类型的影响消除一个物种没有可靠的方法。例如,托马斯说,尽管从区域去除害虫小鼠可能对谷物的农场很不错的,有可能是“意外的,无法预见的后果”,如对食物链的影响。因为小鼠提供食物的来源,像野猫清除剂,老鼠服用了生态系统的可能增加,这些猫将开始对本地物种饲养的可能性。

技术问题:基因驱动器仍然值得投资?

此刻,以有效的基因驱动器的最大障碍之一是人口发展性等位基因 - 防御这可能使染色体永久的基因驱动器的活动性。托马斯说,一个可能的解决方案,仍处于初级阶段,正在使用哪个在最基本的级别需要切割所述DNA在几个点而不是一个多重基因驱动,降低阻力的可能性。这种方法目前仍在探索性的,需要进一步研究。

另一个风险是,修改后的基因可能蔓延到基因相似的物种。例如,编辑虫鼠可能会导致基因“跳楼种”到通过交配本地鼠标的人口,这将造成不可逆转的损害生态系统。

所以,随着研究的深入到改变物种的管理 - 是基因驱动器仍然是一个可行的解决害虫问题或危险的领土应该留给未知?

销售说,所有这些潜在的灾难性问题,提高它是否是一个好主意,在这个危险的新技术,以“投资数百万美元,不能保证它会实际工作,而不是在行之有效的战略投资,以控制入侵的问题种类。”

澳大利亚地球的朋友检举由CSIRO的科学家的建议释放遗传改变小鼠只会有男婴,在离海岸洼岛选择消灭人口,大的关注,她说。

她说,地球之友澳大利亚呼吁对基因驱动较大的谈话,他说,这个行业不应该是那些编写规则时,有这么多的股份。

而不是保护人民,“基因驱动器也可以释放到农田去攻击一个国家的粮食生产。和基因驱动蚊子等小飞虫可以设计他们的叮咬传播致命的毒素,”销售说。

“在有关基因驱动器的任何谈话,说:”销售,“我们必须了解我们正在创造的潜在风险和我们的能力来控制它们。”

向前进

托马斯说,该地区有很大的潜力,但同意有多少投入到实验室外使用该技术前必须考虑的。

“之前,我们甚至可以开始探讨是否作为一个社会它是我们想要的东西部署,我们需要有系统是否是去工作或不相关的基础知识。首先,我们需要看看它是否工作[哺乳动物],如果它的工作,什么是我们需要解决之前,我们都不能部署它作为一个社会问题吗?”

例如,托马斯说,该技术将需要甚至达到在技术可能实验室环境以外使用点之前进行严格管制,这将需要大量的进一步测试。

“这只会是一个模拟阶段的发展过程中,将在实验室环境中可能开始有一些有限的实地测试,然后一个岛屿型设置后,大陆将是最后一步。你要确保在每一个阶段,你完全清楚的后果。你看十年,二十年下来,如果我们能证明这些技术是成功的轨道,”他说。

基因的驱动器,进一步调整和测试,可能是野生害虫的问题的解决方案;然而,这将需要几年的精心测试之前,我们可以肯定它是安全的释放任何这些转基因生物到野外。