Nature：風口浪尖上的CRISPR基因編輯

日期：2015-08-06 08:50:12

“扯淡！”，這是哈佛醫學院生物工程師Kevin Esvelt看到去年發表在《科學》（Science）雜志上的一篇研究論文時，口中冒出來的第一個詞。這項研究工作描述利用一種基因編輯技術將突變插入到了果蠅中，并且這種突變可以傳遞給幾乎所有的果蠅后代。盡管有趣，這份研究報告卻讓Esvelt感到不安：如果基因工程果蠅從實驗室中逃出，突變有可能會在整個野生種群中迅速傳播。

但這卻讓加州大學歐文分校的分子生物學家Anthony James感到極為興奮。他在給研究作者的信中寫道：“天哪！我們能將之應用于蚊子嗎？”

7月30日，美國國家科學院(NAS)首次召開了一系列會議，旨在尋找一些方法來平衡這一“基因驅動”技術的潛力和風險。通過將一種預期的遺傳修飾插入到DNA連同生物體中，提高這種改變傳遞給下一代的概率，這種方法不僅能夠快速改造單個生物體而且可以影響整個種群。這一技術可以用來使得蚊子無法攜帶瘧原蟲或是消滅有害的入侵物種，但它也有可能會造成意外的環境代價，并有可能無法逆轉這種后果。佛羅里達大學種群遺傳學家Walter Tabachnick說：“一旦到了那一步，你便無法挽回。”

基因驅動概念提出已有十多年。但直到大約3年前CRISPR出現才大大提高了它的實用性，CRISPR基因編輯技術使得能夠精確改變生物體的DNA。

在這篇Science論文中，加州大學圣地亞哥分校的發育生物學家Ethan Bier和他的學生Valentino Gantz，利用CRISPR將一種遺傳修飾插入到了一對染色體的基因中，因此當這些果蠅繁殖時，會將這種修飾傳遞給幾乎所有的后代。

這項研究工作的目的是希望開發出一種系統，使得在實驗室難于繁殖的生物體中研究遺傳改變變得更容易。因為CRISPR已被證實能夠在廣泛的生物中發揮作用，研究人員希望有一年能夠以差不多同樣的方式改造野生種群。

呼吁關注

考慮到CRISPR的潛力和風險，上周Esvelt將一群科學家召集到一起在Science雜志上發表了一篇評論文章，提出需要針對實驗室的基因驅動研究制定出多項防范策略。同時，美國國家科學院會議標志著將啟動一項15個月的調查，尋找一些方法來預先將野外釋放的風險降至最小。由于未知有人在蚊子中開展CRISPR研究工作，委員會將要花一些時間來完成這項工作。

在華盛頓智囊機構Wilson中心從事科學與政策相互關系探討的Todd Kuiken指出，這相當的緊迫。CRISPR基因驅動技術正在以極快的速度發展，其有可能以一些意外的方式顯著改變生態。在會議上，Kuiken以亞洲鯉魚入侵美國的一些湖泊為例，說明了人們對于某些野生生態系統所知甚少。“盡管是一種入侵物種，它還是一種已經建立的物種。我認為我們還沒有很好地認識，當我們從像這樣大的生態系統中除去一個物種時，我們要如何評估所發生的一切。”

同時，Esvelt和同事們還在線蟲中研究CRISPR基因驅動系統，以更多地了解隨著工程DNA跨代傳遞，累積突變會對種群造成什么影響。他們也在測試一些方法確保一旦將生物釋放出去可以撤銷基因驅動。

美國國防高級研究計劃局(DARPA)遺傳學家Daniel Wattendorf說，需要及時關注這些問題。出于安全考量，或許DARPA需要在擬定出指導方針前開始對這一技術展開一些工作。

And Tabachnick仍然擔心，這些準備工作可能還都不夠。“你如何來測試這樣的系統，如何能夠做到安全？我不相信所有這類工作都能夠提供人們要求的安全保障。”