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美国科学家在实验鼠身上颠覆基因遗传规则

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发表于 2019-4-10 09:18:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
在美国科学家通过实验室小鼠颠覆了基因遗传的一般规则后,可能彻底改变生物学研究的新基因驱动技术首次在哺乳动物身上得到了展示。
加利福尼亚大学圣迭戈分校的科学家利用这项技术使一群实验小鼠变白了:通过复杂的脱氧核糖核酸(DNA)编辑程序,使一种外表上的白色变异以非正常的速度在后几代中扩散。
发表在英国《自然》周刊上的这项研究是基因编辑技术CRISPR的最新应用。该技术使科学家能够精确改变脱氧核糖核酸,而这种改变是以前的基因工程方法无法做到的。
科学家认为,这项技术有朝一日可能会有广泛的实验室应用。研究报告的资深作者金伯莉·库珀说:“随着技术的进一步发展,我们认为复杂的人类遗传疾病(如关节炎和癌症等)的动物模型将从目前的不可能变成现实。”
这项研究还可以在啮齿动物种群中迅速传播致命性变异,从而消灭入侵性鼠害。与最近在美国佐治亚州南部的灭鼠运动中投放数百吨鼠药相比,基因编辑可能是一种环境上更可取的解决方案。
“这种方法所依赖的基因驱动可以在入侵的啮齿动物种群中传播(有害的)基因,同时使当地的生物多样性得以恢复,”科学家说。他们同时又警告说:“要在野外完成实际应用,还需要花更多时间来提高技术。”
利用CRISPR技术,小鼠的酪氨酸酶基因中被加入了一种名为“模仿者”的活性脱氧核糖核酸成分。“模仿者”利用哺乳动物卵子生产过程中的基因重组将自身植入雌鼠后代的酪氨酸酶中。该程序在雄鼠的精子产生过程中没有奏效,原因尚不清楚。
多达86%的雌鼠后代遗传了酪氨酸酶基因的一个特殊变体。当父母一方有特定基因而另一方没有时,遗传几率为50%。
库珀说:“如果能同时对多个基因实施这种方法,那将给老鼠的遗传学带来革命性变化。”
基因驱动技术的应用在昆虫中更为先进,这项技术可以将某些特性以接近100%的几率传给下一代。一些公共卫生专家认为,应该利用这种技术来抗击蚊媒传播的疾病,要么让蚊子对疟原虫等病原体的感染产生抵抗力,要么通过干扰其繁殖将蚊子种群数量减少到低水平。
但基因编辑技术的反对人士不赞成此类提议,理由是能够飞到任何地方的经过基因编辑的昆虫可能会产生意料不到的生态后果。
如果能够编辑哺乳动物基因,让与世隔绝的小岛上的啮齿类动物遗传致命变异(在这些小岛上鼠类是由人类带入的入侵性外来物种),那样风险可能会小一点。
位于英国爱丁堡的罗斯林研究所动物生物技术学教授布鲁斯·怀特劳说,加利福尼亚大学圣迭戈分校的项目“很重要,因为它既首次展示了哺乳动物的基因驱动,又开始阐明了这个过程的各个方面以及局限性”。他也研究过小鼠的基因驱动。
怀特劳说:“研究报告的作者们正确地阐明了这种方法如何能对实验室动物使用产生巨大的积极作用,同时又为在野生动物中更遥远但又可行的应用指明了方向。”


——英国《金融时报》网站2019年1月23日报道;2019年1月25日一期(第21895期)《参考消息》翻译、(第7版)转载
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