用“不育基因”消滅外來(lái)害蟲(chóng)可能是可能的
阿德萊德大學(xué)的研究人員已經(jīng)證明,有可能通過(guò)負(fù)基因的遺傳來(lái)消滅侵入性有害生物的數(shù)量 - 一種被稱(chēng)為基因驅(qū)動(dòng)的技術(shù)。
侵入性有害生物使世界各地的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)損失數(shù)億美元,并對(duì)生物多樣性和環(huán)境構(gòu)成重大威脅。使用基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)通過(guò)害蟲(chóng)種群傳播有害基因(例如導(dǎo)致不育的基因)被視為保護(hù)科學(xué)和農(nóng)業(yè)的潛在“銀彈”。該技術(shù)還可用于公共衛(wèi)生利益,以控制蚊子等動(dòng)物的疾病傳播。
阿德萊德大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種現(xiàn)實(shí)的數(shù)學(xué)模型來(lái)預(yù)測(cè)基因驅(qū)動(dòng)是否可以用來(lái)根除島嶼上的侵入性小鼠群體。群島將是最有可能進(jìn)行基因驅(qū)動(dòng)的試驗(yàn)場(chǎng),以盡量減少向非目標(biāo)人群傳播的風(fēng)險(xiǎn)。
研究人員在“英國(guó)皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B”雜志上發(fā)表的研究表明,通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬研究表明,單次引入100只帶有導(dǎo)致不育的基因驅(qū)動(dòng)的小鼠可以在4到5年內(nèi)根除50,000只個(gè)體的島鼠。
“如果可行,該技術(shù)為入侵物種控制提供了一種人性化的,有針對(duì)性的解決方案。這可以補(bǔ)充甚至取代傳統(tǒng)的控制方法,如剔除,誘捕和毒餌,以及更先進(jìn)的生物控制,如兔出血癥,”鉛作者和數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)家Thomas Prowse博士,來(lái)自阿德萊德大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院。
“我們的論文指出,使用基因驅(qū)動(dòng)來(lái)控制入侵害蟲(chóng)種群可能是可行的,但當(dāng)然圍繞這項(xiàng)新技術(shù)的炒作仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于科學(xué)。”
研究人員找到了一種方法來(lái)抵抗抗性基因的進(jìn)化,這可能會(huì)阻礙這種技術(shù)用于種群控制。但是,他們說(shuō),良好的基因驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
基因驅(qū)動(dòng)通過(guò)克服自然選擇的規(guī)律來(lái)進(jìn)行工作,這通常會(huì)從群體中去除有害基因。
“新的CRISPR / Cas9基因編輯技術(shù)使基因驅(qū)動(dòng)能夠在卵子和精子生成過(guò)程中自我復(fù)制 - 這確保了它傳遞給下一代并最終導(dǎo)致整個(gè)群體的傳播。我們的結(jié)果表明放置基因驅(qū)動(dòng)生育或生存基因最終會(huì)導(dǎo)致人口崩潰,“大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院的分子遺傳學(xué)家保羅托馬斯教授說(shuō)。
即便如此,進(jìn)化仍然通過(guò)產(chǎn)生不接受基因驅(qū)動(dòng)的抗性基因來(lái)擾亂這一過(guò)程。研究人員表明,一種允許“多次擊球”的技術(shù)克服了這個(gè)問(wèn)題。
“下一步必要的步驟是在安全條件下開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室小鼠中的基因驅(qū)動(dòng),以便改進(jìn)這種根除害蟲(chóng)的潛力建模,”托馬斯教授說(shuō)。“這將提供辯論圍繞生物安全,監(jiān)管和道德的重要問(wèn)題所需的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。”
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