“雏菊链”基因驱动仅在几代后就消失了

 作者:勾刍懒     |      日期:2017-12-02 22:36:01
作者:Michael Le Page Tony博士/科学图片库这是一个Catch-22例如,我们必须对基因驱动进行现场测试,以确定它们是否可以安全地用于阻止疟疾的传播但是这些自我复制的DNA可以传播到物种的每个成员,使得现场测试有风险麻省理工学院的Kevin Esvelt说:“任何地方的版本都可能随处可见”但他的团队可能有答案它提出了一种使基因驱动自我限制的方法,因此它们首先在人群中迅速传播,但在50或100代之后逐渐消失这不仅可以在野外安全地测试基因驱动器,还可以让城市和国家在本地使用它们,而不必担心全球传播的风险大多数植物和动物都有匹配的染色体对,但是每对中只有一个传递给它们的后代 - 另一个来自另一个父母这意味着如果你将一片DNA添加到一条染色体上,通常只有一半的后代将继承它基因驱动作弊通过“复制和粘贴”自己到另一条染色体,这意味着所有后代都继承它们,并且它们可以在整个群体中迅速传播自然基因驱动已经存在了数亿年在过去两年中,生物学家已经基于CRISPR基因编辑系统创建了人工版本这些人造驱动器正在世界各地的几个实验室中进行线虫,果蝇和蚊子的测试例如,在伦敦帝国理工学院,Andrea Crisanti的小组正在测试一种基因驱动原型,旨在通过减少蚊子数量来解决疟疾问题这些原型中的缺陷意味着如果它们逃到野外,它们可能无法无限扩散 Esvelt说,即使这些也不应该进行实地测试,因为这些风险只会扩散到野生种群的一部分 “就风险而言,无所谓如果它扩大到50%,那就足够了,“他说为了创建不会无限扩散的基因驱动器,团队将它们分成三个或更多部分 - Esvelt称之为元素 - 以创建“菊花链”每个元素包含一个或多个有助于整个基因驱动的基因在Esvelt的设计中,如果元素B存在,元素A只能复制和粘贴自身如果元素C存在,元素B只能复制和粘贴自身至关重要的是,元素C根本无法复制和粘贴 - 它只能通过正常繁殖传播到后代的一半这个想法是释放成千上万的蚊子,比如说,携带所有三种元素当它们与野生蚊子交配时,所有的后代都将继承A和B元素,但只有一半将继承C元素在接下来的几代中,元素B将迅速传播,A将更快地传播,但C将逐渐消亡一旦它发生,B将开始消失,最后A也会消失 Esvelt的团队在线虫中创建和测试这些菊花链基因驱动器之前已经公布了他们的计划 “我坚信,如果不告诉别人我们将要做什么,我们就没有权利进行这种实验,”他说该团队的模型表明,如果只有少数动物被释放,那么驱动器的传播将受到限制,很快就会消失但是,如果释放足够的动物,A元素可能会扩散到当地人口的100%通过在菊花链中添加更多元素,可以使基因驱动在野外持续更长时间这可以允许本地使用基因驱动器假设美国希望释放一种基因驱动剂,通过使携带致病细菌的白足小鼠免疫它来阻止莱姆病的传播传统的基因驱动将传播到加拿大和墨西哥的老鼠,因此也需要政府的批准通过菊花链驱动,传播可能会受到限制 Esvelt正在探索以这种方式对抗莱姆病的可能性,但强调它还有很长的路要走他说,另一种可能性是使用菊花链基因驱动来帮助拯救夏威夷的本土鸟类,这些鸟类正被鸟类疟疾所摧毁基因驱动可用于消除携带疾病的蚊子物种使用传统的基因驱动器,一只蚊子存放在某人的行李箱中,可以将驱动器散布在热带地区如果菊花链驱动器按计划工作,那么一只蚊子根本无法将驱动器扩散到很远的地方期刊参考文献:BioRxiv,DOI:10.1101 / 057307有关这些主题的更多信息: