基因编辑技术:对不起蚊子,我们不得不修改下你的生命代码

拥有它,便拥有了修改生命的权限

要说这个世界上最对人类威胁最大的生物,那肯定非“蚊子”莫属了,据统计,每年全球约有7亿人会被蚊子传染各种疾病,而且每17个人中,就有1人死于蚊子传染的疾病,而其中感染率以及死亡率最高的传染病,就是令人心惊胆战的“疟疾”了。

基因编辑技术:对不起蚊子,我们不得不修改下你的生命代码

疟疾是由一种名为“疟原虫”的微生物引起的虫媒传染病,它是一种非常狡诈而又贪婪的单细胞微生物,主要依靠蚊子来入侵我们的躯体,每当蚊子用细长的喙刺穿我们皮肤时,躲藏在蚊子唾液腺中成千上万的疟原虫孢子便会随着唾液,一同流入你的体内。

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疟原虫在成功地进入人体后便会开启自动导航,以最快的速度游到人体肝脏的位置,藉此来躲过人体免疫系统的侦查,通常它们会定居在肝脏处长达数30天之久,期间,它们会不断寻找合适的的肝脏细胞,借助细胞中的养分来疯狂的裂变繁殖

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当这些疟原虫在肝脏处繁殖的差不多之后,成千上万的疟原虫便会离开肝脏,游弋到血液中去寻找它们的下一个目标——红血球,疟原虫在进入人体血液循环系统后极易被免疫细胞盯上,但狡诈的疟原虫会躲藏在被他们杀死的细胞的细胞膜中,以此来躲避免疫细胞的追杀。

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在寻找到合适的红血球后它们便会迅速钻进它们体内,在里面不断繁殖,直到可怜的红血球爆裂为止,然后这些新生的疟原虫又会寻找更多的红血球,继续重复着之前的掠夺之路,死去的细胞会形成大量的有毒废料,而这些有毒废料又会反过来引起强烈的人体免疫反应,让人们出现高烧,出汗,发冷,抽搐,头痛,呕吐和腹泻等症状。

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蚊子是大多数传染病的理想传播者,而且它们也具有非常强大的繁殖能力,通常一只蚊子一次可以产下高达300个虫卵,这就使得它们实际上是不可能被根除的,但是如今,有一个革命性的生物技术将使得我们能够完全剔除传染病的威胁,而这就是“CRISPR(基因编辑技术)”。

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CRISPR的出现使得人类第一次能以造物主的姿态,凭自己的喜好来改变生物的遗传信息,与其攻击独立的蚊子群体,倒不如利用基因工程来改造它们,让它们免疫这些病原体,事实上,科学家已经成功的创造出了免疫疟疾寄生虫的蚊子品系,通过增加专门针对疟原虫的抗体基因,这些蚊子永远也不会传播疟疾

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但只改变遗传信息是不够的,由于大多数基因在基因组内会存有两个版本,所以在两代后,最多只有一半的后代会带有修改的基因,因此在数十亿的蚊子种群中,这些新基因就很难有效地扩散开来。

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好在一种被称为“基因驱动”的基因工程能完美地解决这个问题,它几乎能彻底地抑制旧基因,使新的基因在之后的世代中成为主导基因,得益于这种改变,

99.5%的改造蚊子后代都将能成功地携带抗疟疾基因

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当我们释放了足够的改造蚊子到野外与普通蚊子交配,那么新的基因就会作为一个永久特征存在于蚊子种群内,如果抗疟疾基因扩散地足够快的话,那么疟原虫就无法在短时间内做出调整,从而丧失它的蚊子方舟。

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考虑到每年约有50万儿童因疟疾死亡,一些科学家认为我们应该尽早推广使用该技术,一旦该方法取得成功,那么我们就同样可以将该技术复制于登革热,兹卡病毒,莱姆病,昏睡病等的预防上,而

这将在全球范围内挽救数百万人的性命

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那么为何我们还没开始这么做呢?首先CRISPR技术才诞生不到十年,所以我们目前并不能熟练而又迅速地将这项技术实战化,并且该技术也存在着一定的风险,人类在历史上从未刻意的、大规模的改变过某种生物的遗传密码,所以我们目前尚不清楚它会带来哪些严重后果,一旦做出了这种选择,我们就没有回头路可走。

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所以对某种生物的改造必须确保有100%的成功率,稍有失误,就可能会产生难以预料的后果,就蚊子而言,由于遗传修饰不会引发整个基因组的大规模变化,只是改变了一小部分基因,所以风险还是可以接受的,而最坏的情况可能就是新基因没有达到预期的效果,或者疟原虫以一种意想不到的方式适应这个改变。

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许多科学家目前依然对CRISPR技术持保守态度,特别是对强大的基因驱动一类技术,虽然它能被用于改善我们的卫生水平,但是错误的使用则可能导致灾难性的后果,在我们完全破译基因的奥秘之前,或许它还需要在实验室待上一段时间


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[1] McGovern Institute: Genome Editing with CRISPR-Cas9, 2014.11.05

[2] WEHImovies: Malaria Lifecycle Part 1: Human Host, 2016.02.18

[3] Kurzgesagt–In a Nutshell: Genetic Engineering and Diseases–Gene Drive & Malaria, 2016.09.21

[4] Veritasium: Your Body's Molecular Machines, 2017.11.20


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