
蚊子惹人討厭?消滅它們吧……有些科學家的確這些想,並付諸實行,因為蚊子是古老的致命疾病傳播者,如瘧疾。以「刺激有遺傳偏差的基因去影響整個族群」的做法稱為「基因驅動」(Gene drives),例如以加入或破壞基因來製造具缺陷基因的蚊子,帶有 2 個缺陷基因的蚊子則不能繁殖。如此惡毒的做法,卻還要解決一大難題:自然抵抗性。
據「自然」期刊網頁日前報道,一般而言,物種後代只有 50:50 的機會是繼承父母其中一條基因,基因驅動工程則讓其中一個版本的生物的基因,較容易傳到後代,甚至成為整個生物群體的主流。不過科學家卻發現某些物種存在所謂「自私基因」,即讓自己的基因以超過 50% 的機會傳給後代。
2015 年,科學家發現了一種經 CRISPR 編輯過的基因,可導致後代雌蚊不育,實驗發現在後幾代的基因能如預期般,提高了結合出變異基因並出現「基因驅動」的「抵抗性」,阻止某些蚊子遺傳改造過的基因。康乃爾大學基因學家 Philipp Messer 表示,物種會壓制改造過的基因來讓自己的物種繁衍也不能理解,正如細菌會產生抗藥性。
其一產生抵抗力的來源正來自 CRISPR 系統本身,因它利用酶(Enzyme)來「切割」個別 DNA 序列,以及插入研究員希望加入的基因。不過,在增減 DNA 之後,偶而細胞也會自我修復切口,結果令改造基因傳播受阻。
自然基因變異是另一產生抵抗力的途徑。CRISPR 基因驅動工程依靠辨別短基因序列,假如個別蚊子的基因稍有差異,基因驅動便會在其失效。在去年 12 月底的研究,分析了在非州的 765 種瘧蚊(Anopheles),研究團隊表示,如此多樣的基因將限制可進行基因驅動的目標。
話雖如此,印第安納大學布魯明頓校區演化基因學家 Michael Wade 對基因驅動的殺傷力仍充滿信心,「這東西距離能毀滅一個物種群不遠」。Wade 的團隊於麵粉甲蟲(Tribolium castaneum)的研究發現,基因驅動可導致基因孤立,即物種間不同群體不會與其他群體交配,避免遺傳改造過的基因,但對特定物種群(population)仍具殺傷力。
基因驅動在物種的抵抗性無可避免,但科學家仍希望能消除抵抗的效果,至少能達到足夠消滅特定群體的範圍,方法如通過剪輯多條基因,或在同一條基因中作數處改動,以減低抵抗性發展的可能,而通過研究各種自然基因,科學家或能異中求同,找到「下手」的共同位置。科學難題只要有無比耐性進行研究,終有一日能克服,但最後需要解問一個最難的問題:人類應否消滅另一物種?