“基因剪刀”改造出三眼蚊子

美國加州大學(xué)河濱分?？茖W(xué)家利用“基因剪刀”工具，培育出了多個(gè)特征發(fā)生改變的埃及伊蚊，這些黃色蚊子擁有三只眼睛、翅膀發(fā)育畸形。他們希望這些由基因編輯工具改造出的蚊子，能幫助預(yù)防和控制蚊媒傳播疾病。

埃及伊蚊是登革熱病毒、黃熱病病毒和寨卡病毒等的主要傳播媒介，對常用殺蟲劑有不同程度的抗藥性。此前不少研究試圖通過基因編輯來阻斷蚊子傳播疾病，但存在基因變異率低、改造后的蚊子存活率低、被破壞的基因無法穩(wěn)定遺傳等問題。

現(xiàn)在，研究人員對埃及伊蚊進(jìn)行了基因改造，使其生殖細(xì)胞系能穩(wěn)定地表達(dá)Cas9酶，這種酶在目前流行的基因編輯工具“CRISPR／Cas9”中發(fā)揮了關(guān)鍵的“剪刀”作用。之后，研究人員使用CRISPR技術(shù)，對伊蚊的DNA（脫氧核糖核酸）進(jìn)行了有針對性的高效編輯。

研究人員對蚊子體內(nèi)與表皮、翅膀和眼睛發(fā)育有關(guān)的基因進(jìn)行干預(yù)或破壞，最終培育出了黃色的、擁有三只眼睛、翅膀畸形的蚊子。比如，基因編輯工具對與表皮色素有關(guān)的基因進(jìn)行干預(yù)后，蚊子從黑色變成了黃色；與眼部色素相關(guān)的基因被破壞后，蚊子眼睛的顏色也從黑色變成了白色。

研究人員表示，這是通過基因編輯改變蚊子特征的第一步，他們的長期目標(biāo)是以體內(nèi)穩(wěn)定表達(dá)Cas9酶的蚊子為載體，插入和擴(kuò)散目標(biāo)基因——比如會(huì)破壞繁殖能力的基因等，從而控制蚊蟲數(shù)量，減少疾病傳播。這種方式不僅環(huán)保，而且成本更低。數(shù)學(xué)建模結(jié)果表明，他們的“倍增”（Multiplexing）技術(shù)能讓目標(biāo)基因的遺傳幾率增加到100%。