科学家称基因工程正站在革命新前沿

　　人类具有改变大自然的能力，这是我们物种几千年来的一个特点，现在，这项能力已经向前迈出了一大步。我们改变生命遗传学的能力，以前只局限于家养动物，如牲畜和农作物。现在它延伸到了整个生物圈，包括我们自己。

　　

生物通报道：人类具有改变大自然的能力，这是我们物种几千年来的一个特点，现在，这项能力已经向前迈出了一大步。

我们改变生命遗传学的能力，以前只局限于家养动物，如牲畜和农作物。现在它延伸到了整个生物圈，包括我们自己。延伸阅读：Science：基因工程迈入新纪元 。

全球范围内的基因工程，是科幻小说的梦想，有时也是噩梦。但现在，这个可能性已经到来。第一次，关于“大规模地快速转变整个生态系统”的讨论，不再是假想。

上周，来自加州大学圣迭哥分校和加州大学欧文分校的科学家们宣布，他们制备出了转基因的蚊子品种，不仅可阻断疟疾寄生虫感染，而且还能将其抗疟基因传播到整个物种。在一些地区，一个季节可能就足以改变种群。疟疾每年导致长千上万人死亡，因此，其潜在效益是明显的。其他蚊子传播的疾病，也可能通过这种方式得以控制。

基因工程除了对抗疾病之外，还有可能非常容易地向其他野生物种、以及农场动物和栽培植物中，引入想要的遗传修饰。你可以想象，用基因工程使海藻变得更加多产，成为生物燃料的一个来源，抗病牛……等等。

但是，对于隐患和错误的担忧也很普遍。来自以往生态破坏的教训，仍然萦绕在科学家和伦理学家的心里。

当人们有意或无意地将一个物种迁移到一个非本土的环境中时，有时会造成意想不到的灾难。如果没有天敌，入侵物种可能失去控制，并产生不受欢迎的影响。非洲化蜜蜂在美国北部的传播、在关岛的蛇和在澳大利亚的兔子，都是引入物种造成不可挽回的伤害的例子。

对于人类来说，科幻小说中不乏关于改造人类的可怕故事，无论是通过遗传学手段还是通过社会制约。

科学家说，他们认识到了潜在的隐患，并在实验室里遵守保护措施。他们请求其他科学家、政府和非政府组织，讨论如何以及是否应该使用这项技术。

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在一月份，美国La Jolla的J. Craig Venter研究所（JCVI）将召集这些团体举办研讨会。接着，将有更多的会议，制定之前人们从来不需要的规则和道德准则。问题包括：在哪里使用这项技术？如何得到当地居民的同意？可能出什么错，以及如何处理它？

JCVI首席运营官Robert Friedman指出，看来这项技术将进行分期评估。实验室测试后，将进行现场试验，以检查该测试在室外设置中如何起作用。但是，必须考虑关于如何处理这项技术的许多问题。

Friedman说：“研讨会本身将集中在昆虫，而不仅仅是昆虫传播的人类疾病。它也将重点放在基因驱动技术在农业中的潜在应用。”

人类已经到达了这一点，因为经过几十年的基因工程，科学家已经设计出一种可靠的方法，推动人造基因变化通过野生种群。称为基因驱动的这项技术，已经与强大的基因编辑技术（称为CRISPR-Cas9）结合为一体。

在传统的育种过程中，来自于相对较少改性生物的基因，往往被淹没在更大的、没有改性基因的种群中。这就是为什么矮腿猎犬的繁殖必须严格加以控制，以保持品种的不同。

基因驱动通过增加每一代的改性基因数目，改变了这个程式。从父亲遗传的一种修饰基因，会积极地将这一改变，传递到遗传自母亲的相应基因中。在理想情况下，随着每一代，基因的频率几乎加倍。

这个概念至少在2003年就出现过，但在大约四年之前CRISPR技术变得可用之后，就很快不见了。

随着这一技术的即将到来，以及在实验室以外的潜在应用，2014年4月，由哈佛大学医学院的George Church带领的遗传工程学家，写了一个警示性的评论发表在《Science》杂志上。该评论警告潜在的危险，并敦促制定严格的预防措施。

在今年的3月份，加州大学圣迭哥分校的Ethan Bier和Valentino Gantz带领的科学家也在《Science》杂志报道称，他们得到了一个在果蝇中运作的基因驱动。他们形象地将这项技术称为“突变链反应（mutagenic chain reaction）。”

在这个链反应中，一个杂合的突变——仅存在于一对基因中，被转换为一个纯合突变，存在于两对基因中。Bier、Gantz和加州大学欧文分校的Anthony James在11月23日发表的蚊子研究中，测定的转换效率为百分之99.5。

科学家和政策制定者们一致认为，基因工程是开发更好药品的合法工具。例如，糖尿病患者使用的胰岛素，可在细菌中制备，这种细菌被转入一个编码胰岛素的基因。一整类药物——单克隆抗体，是用基因工程细胞产生的，现在是制药行业的一个标准部分。

从基因工程药物到转基因食物，已经引起了更多的争议。转入生长激素的奶牛所产的牛奶受到了广泛反对，虽然美国食品和药品管理局称，这些牛奶是安全可饮用的。

转基因作物也受到了环境组织（如Greenpeace）的反对，有些国家已经禁止进口。

反对者们说，用实验室外的人造基因所产生的食物，可能有危险或不可预见的结果。在墨西哥，反对派一直专注于阻止转基因玉米的使用，它们可能会与玉米的野生祖先大刍草发生杂交。大刍草提供了驯化玉米失去的遗传多样性。这种多样性包括，在驯化过程中丧失抗病能力的特征。

科学研究发现，转基因的食物对人体健康没有任何危害。潜在的好处包括，更大的生产力、抗病和抗旱能力，以及更高的营养价值。

一种这样的食品就是“黄金大米，”是通过转基因产生更多的维生素A。根据世界卫生组织介绍，它的目的是预防或治疗维生素D缺乏，这影响着2.5亿的学龄前儿童，是导致儿童失明的主要原因。

跨国性组织（如WHO和联合国），已经发布了关于转基因作物的政策声明，指出了潜在问题以及利益。但是他们没有监管权，这在于各主权国家的手中。他们的作用是提供研究和工具来指导决策。

目前还不清楚的是，我们将开发什么结构来处理基因驱动在实验室以外的建议用法。这可能是一月份在J. Craig Venter研究所举办的研讨会的一个主题。

基因组学先驱Venter，在这一领域工作了几十年，一直主张对转基因生物的性质进行改良。他领导一个团队，首次制备了一个具有部分合成基因组的生命形态。

除了JCVI之外，Venter创立的公司包括Synthetic Genomics，通过发展合成生物学，来开发新疫苗和药物、食品、生物燃料和用于人类移植的动物器官等产品。Venter成立的另一个公司，Human Longevity，结合基因组学和其他“组学”，来开发一个非常详细的健康适应度评估。

Friedman说：“2014年我们的一份报告，给出了广泛的概括，不幸的是，它没有提及的一件事情是昆虫，我们主要集中于微生物和植物。”

在了解Gantz和Biers在果蝇中的基因驱动工作之后，Friedman说他问Bier是否愿意参与检测“现有的规则如何更好地覆盖下一代技术？”一月份的研讨会将会给出答案。

（生物通：王英）

原文发表于The San Diego Union-Tribune：Genetic engineering's new frontier