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美媒:基因编辑科学家堪称“生命黑客”

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参考消息网1月26日报道 美国《纽约人》周刊1月18日一期发表了题为《掌控大自然:生命黑客》的文章,作者为伊丽莎白·科尔伯特,文章称,人们没有看到的是,人类已处于一个转基因环境。入侵物种通过增加整个生物个体改变环境,相比之下,基因工程师只改变了一部分DNA。全文摘编如下:

乔西亚·蔡纳:让人们能够修改生命

在北欧神话中,奥丁是一位极为强大的神,同时也多才多艺。他只有一只眼睛,另一只眼睛是为了智慧而牺牲的。他的诸多能力包括:唤醒逝者、平息风暴、治病救人、致盲敌人。他常常变身成动物;他在一次变成蛇时获得诗歌方面的能力,并在无意间把它传给了人类。

位于加利福尼亚州奥克兰的奥丁公司是一家销售基因工程工具的企业。该公司创始人乔西亚·蔡纳留着一个梳向一边的大盖儿头发型,身上有几个穿孔和一个文着“创造美丽事物”字样的文身。他拥有生物物理学博士学位,十分擅长说服别人。他有众多壮举,包括在自己的皮肤动手脚产生荧光蛋白质,用一个朋友的粪便做粪便移植,尝试让自己的一个基因失效,以便能够长出更大的肌肉(他承认,最后的这个尝试失败了)。蔡纳自称是一位基因设计师,他说他的目标是让人们能够获得在业余时间修改人生所需的资源。

奥丁公司的产品从售价3美元的“生物黑客星球”玻璃杯到售价近2000美元的“基因工程家用实验室设备”,包括一台离心机、一台聚合链式反应机和一个电泳凝胶盒。

资料图片:乔西亚·蔡纳。

马克·蒂泽德:我们已在转基因环境

在过去10年左右时间里,基因工程本身也发生了改变,这要归功于CRISPR——这是一套基因改造技术的缩写,主要借鉴了细菌清除外来入侵基因的原理,让生物黑客和研究人员更容易操纵DNA。

这种基因技术带来了无穷的可能性。生物学家们已经借助CRISPR技术制造出没有嗅觉的蚂蚁、拥有发达肌肉的小猎兔狗、可预防感染猪瘟的猪、患睡眠障碍的猕猴、没有咖啡因的咖啡豆、不产卵的三文鱼以及不长肥的老鼠等许多生物。

位于吉朗市的澳大利亚疾病防控中心是世界上最先进的高等级生物安全实验室之一。

大约一年前,就在新冠肺炎疫情暴发前不久,我参观了这个距离墨尔本一小时车程的机构。吸引我前往的是该机构对一种被称为藤茎蟾蜍的巨型蟾蜍的试验项目。这种蟾蜍当初被引入澳大利亚是为了防控害虫的,但其本身却很快失去控制,造成了生态灾难。澳大利亚疾病防控中心的研究人员希望用CRISPR技术控制住这种蟾蜍。

负责该项目的分子生物学家马克·蒂泽德同意带我参观。蒂泽德身材瘦小,一头白发,一对蓝眼睛闪闪发亮。与我在澳大利亚遇到的许多科学家一样,他来自其他地方——他是英国人。在研究两栖动物之前,蒂泽德主要从事家禽方面的研究。几年前,他和中心的几个同事在一只母鸡身上植入了水母的基因。这个基因编码包含一种荧光蛋白质。因此,拥有这种基因的鸡在紫外线灯照射下会发出诡异的光芒。接下来,蒂泽德找到一种插入荧光基因的方法,可让这种基因只遗传给雄性后代。这样的结果是,小鸡还在壳中时人们就可以辨别其性别。

蒂泽德说,不管怎样,现在对一些基因感到担忧太晚了。他说:“如果你观察澳大利亚本土的环境,你会看到桉树、考拉、树熊等等。”他说:“作为一名科学家,如果我研究一下这个问题,就会发现桉树的基因组有多份副本,考拉的基因组有多份副本,等等以此类推。这些基因组是相互影响的。然后,突然之间,你多了一个基因组——藤茎蟾蜍基因组。它以前从未出现过,它与所有这些其他基因组的互动是灾难性的。会让其他基因组完全消失。”他接着说:“人们没有看到的是,这已经是一个转基因环境。”入侵物种通过增加整个生物个体改变环境,相比之下,基因工程师只改变了一部分DNA。

蒂泽德说:“我们正在做的是,在最初不应该存在的2万个蟾蜍基因中植入10个基因,而这10个基因将破坏其他基因,让它们失效,从而恢复平衡。”他说:“人们提到分子生物学时的经典说法是:你是在玩上帝游戏吗?嗯,不是。我们是在利用我们对生物过程的理解,看看我们是否能让一个遭受创伤的生态系统获益。”

资料图片:马克·蒂泽德。

保罗·托马斯:让人类世界世代永续

保罗·托马斯是研究老鼠的开拓者。他的实验室位于阿德莱德的南澳大利亚卫生和医学研究所。2012年,在首篇关于CRISPR作为基因编辑工具的论文发表时,托马斯就认识到CRISPR是一个改变游戏规则的工具。他对我说:“我们立刻接受了它。”不到一年,他的实验室就用CRISPR技术制造出一只患有癫痫的老鼠。

当托马斯,用他的话说,在“尝试涉足”时,一个名为gbird的机构联系到他。这个机构致力于研究对入侵啮齿动物的基因生物控制。gbird的网站说:“和你们一样,我们希望让我们的世界世代永续。”

gbird希望得到托马斯的帮助,设计一种非常特殊的老鼠基因驱动——一种所谓的抑制驱动,旨在彻底击败自然选择。其目的是传播一种有害的特征,可以消灭整个鼠群。英国的研究人员已经设计出一种抑制按蚊的基因抑制驱动。他们的目标是最终在非洲释放这种经过基因改造的蚊子。

托马斯说,对老鼠进行基因驱动改造的工作进展比预期要慢。不过,他认为到这个十年结束时,会有人成功。它可能是移除X染色体的老鼠,也可能采用一种目前无法想象的基因设计方案。数学模型显示,有效的抑制驱动将极为有效;在某个岛上释放100只经过基因驱动改造的老鼠可能会在几年内让5万只普通老鼠的数量减少到零。

人们常说,我们生活在一个以人类为中心的世界,一个由人类对地球的影响定义的新地质时代。这个新时代的特征之一是世界啮齿类动物的重新分布。无论人们在哪里定居——甚至只去过一些地方——老鼠都会跟着作出反应,而且往往会带来可怕的后果。

支持对蟾蜍、家鼠和船鼠进行基因编辑的最有力、最简单的理由是:我们还有其他选择吗?目前的选择不是在过去和现在之间做出选择,而是在现在和未来之间做出选择。

资料图片:保罗·托马斯
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