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研究与创新

跟上基因驱动器的快速移动科学

基因驱动器的新兴科学旨在提请潜力有助于帮助诸如蚊子传播疾病和农业害虫等环境问题的关键健康问题。在最基本的基本上,基因驱动器在传统的遗传领域外部运作,其中后代有一个50-50几率从其父母中继承特质。基因驱动器引入了将传播或驱动的特性 - 通过人口。实际上,基因驱动器堆叠甲板,支持具有遗传的特征,即使该特性没有帮助物种生存。

基因驱动器的实例存在于自然界中,但最近的实验室研究与Carrp-Cas9,目标基因编辑系统,表明科学家们可以工程师能够通过近100%的酵母群来传播目标特性,果蝇或蚊子。

杰森Delborne
杰森Delborne

国家科学院,工程和医学院刚刚发布了一份报告,“基因驱动在地平线上:推进科学,导航不确定性,并使研究与公共价值一致,“解释基因驱动科学的状态,并讨论科学家,利益相关者,监管机构和公众的下一个步骤。

在过去一年中制定了该报告的15人委员会,包括NC州的报告杰森Delborne北京大学自然资源学院副教授基因工程与社会群集。Delborne在科学和技术政策方面拥有专业知识以及对有争议的科学问题的公众参与,帮助介绍了关于Capitol Hill的报告以及在华盛顿的公开演讲中。

我们坐下Delorne坐下来了解有关基因驱动程序报告及其建议的更多信息。

为什么这个报告是及时的?

基因驱动器的科学是非常快的。我们的委员会于2015年7月成立,从那时起,主要的科学论文已经出现了果蝇和蚊子在实验室中的新概念证明。随着我们的报告显示,我们评估基因驱动器风险的能力,以监督监管机构的监督,并在基因驱动器周围有公众讨论正在落后于科学。它不断保持步伐。因此,在我们面临的是或否的问题之前,我们现在正在做这个分析很重要。当我们有一项准备部署的技术时,问题变成了,我们是否这样做?我们不想等到我们在我们面前有技术,以讨论规则,监督,道德和参与。

为什么基因驱动科学在转折点?

在此刻使基因驱动科学的基因驱动科学有价值的是,我们可以设计具有目标特征的基因驱动,以及在人体控制下的驱动机制。因此,我们可以基本上基因上改变性繁殖的生物,然后通过人口驾驶这种特征,以便我们从未能够做过之前 - 意图。它从理论上更精确,可能更强大。

基因驱动在自然界中确实存在,所以这种机制并非完全陌生。但在CRISPR-Cas9等分子技术发展之前,设计靶向基因驱动器还不可行。

基因驱动器的一些可能的应用程序是什么?

你可以用基因驱动来减少一个种群的数量,也可以用它来改变它们的特征。

提出的一些示例包括使用基因驱动器来产生蚊子的群体,该蚊子不能传播登革热,人类疟疾或禽疟疾等疾病。您还可以使用基因驱动器通过将后代的性别比例偏见,以至于占据人们的人口太少的程度来崩溃。

基因驱动技术可以用于对抗寨卡病毒吗?

我们的委员会没有任务识别基因驱动器的问题应该被应用于。我们所说的是,当有危机时,可能会迅速开发和部署基因驱动器。我们作为科学委员会的信息是,我们需要意识到此时围绕基因驱动的不确定性水平,它仍然很高。寨卡的出现是可怕的。Zika如何运作以及它如何传播,所以我们不确定干预并照顾公共卫生问题和潜在危机的最佳方式。

寨卡病毒及其工作原理的不确定性,以及基因驱动的稳定性、功能性和安全性的不确定性,意味着这两件事目前可能不会同时发生。

使用基因驱动的局限性是什么?

基因驱动并不是对每一种生物都有效。它只在有性繁殖的生物体中有效。你需要很短的一代时间来让基因驱动真正有用。你需要基因元素在环境释放后保持稳定,这还没有得到证实。我们有研究知道基因驱动在实验室中对一些不同的生物体起作用,但我们还不知道在自然环境中它是如何在几代人之间起作用的。

可以与人口一起使用基因驱动器吗?

因为人类的生成时间很长,不像蚊子或酵母,基因驱动不太可能被认为是在人类群体中驱动某种特性的工具。这要花很长时间。坏消息是,这可能意味着我们不能把基因驱动看作是解决遗传性疾病或类似疾病的工具。好消息是,我们可能不需要担心基因驱动的恶意使用会影响人类繁殖。

我们在人类健康方面作为委员会讨论的潜在危害的种类与我们如何改变现有的生物,以及如何影响人类健康。作为一个假设的例子,如果我们要创建一个没有传播疟疾的基因驱动蚊虫,那么另一个更有效的载体可能会在传播疾病方面取得其位置吗?改性蚊子可能会传播不同的疾病并影响人类健康吗?因此,这些潜力危害人类健康伴随着自然界的任何干预。

这是我们作为一个委员会的原因之一,我们不足以释放基因驱动改性的有机体进入环境。相反,我们建议使用逐步的测试方法,这将减少潜在的意外后果的机会。

一些评论家询问基因驱动技术是否会让我们“扮演上帝”的能力。委员会如何处理该问题?

例如,使用基因驱动的能力提出了一个问题,即我们是否或何时应该根除一个物种。我们呼吁消灭蚊子,因为它们是传播多种疾病的媒介。这不是一个容易回答的问题。从生物学的角度来看,试图回答这个问题是非常复杂的。此外,从伦理的角度来看,我认为何时以及如何干预自然过程是很重要的问题。

我们的委员会并没有试图压制批评者或批判性问题,我也不想这样做。我想尊重这样一个事实,可能有很多人对这项研究有严重的担忧,他们会要求一个非常高的门槛,以确保任何类型的现场试验或释放基因驱动生物体的确定性和安全性。我能理解。

基因驱动与转基因生物(GMO)有什么不同?

基因驱动使特征具有传播和持续存在的能力。因为这种特征正在通过人口驾驶,即使它使有机体不太竞争或契合,而且特征可能会持续和在环境中传播。由于基因驱动的性质,有可能导致不可逆的生态变化。相比之下,如果您将遗传修饰的有机体引入环境中,期望随着时间的推移,除非它赋予健身优势,否则它可能会消散或消失。

使用基因驱动在伦理、实践和社会方面有哪些考虑?

我们报告的主要信息是负责任的科学不仅仅是研究问题。关于基因驱动器的惊人的一种是,他们的潜在应用与公共卫生和保护挑战。因此在决定如何使用这些方面,我们正在制定基于价值的决定,我们正在制定政治决策,而不仅仅是科学决策。

科学提出了治理,价值,研究实践,风险评估和公众参与的问题。对于负责任的科学,必须考虑所有这些不同的因素。这不仅仅是基因驱动器是否有效的技术科学问题。

利益相关者和公众应该如何参与基因驱动的讨论?

报告的重要信息之一是公众参与不能成为追求事件。参与的结果可能是至关重要的,作为关于是否以及何时释放基因驱动改性的生物体进入环境的决定。我们更加重视沟通,了解消除利益相关者的价值并将其纳入我们应该如何接近基因驱动的研究和开发的反馈。

对于一个国家科学院委员会来说,这样说是一件大事,而且委员会中除了生物学、昆虫学、种群遗传学、生态学和风险评估方面的专家外,还有许多社会科学家和人文学家。

我们的一个任务是提出选择潜在现场测试的网站的标准。我们的建议包括与相关的公众合作 - 居住在可能发生在此处,其他利益攸关方和更广泛的公众附近的人们的组合。关于社区,利益相关者和公众参与的全部章节,这是本报告的一个新颖方面。

该报告对研究人员提供了哪些指导?

委员会的建议是,我们应该向实验室研究和含蓄审判进行外国试验,但我们没有足够的证据来支持在高度控制的条件下释放基因驱动。我们呼吁协调研究以减少知识中的差距。

我们建议在任何可能的情况下,研究人员都应该包含一个带有基因驱动的可见标记,以便于研究和监测。这可能不总是可能的,但这是一个建议,因为你不能看一个有机体,并知道它是野生型,普通的转基因生物还是基因驱动的转基因生物。如果有明显的标记,就有助于监控。

有人说过所谓的反向驱动,就是用同样的分子技术来回忆出了问题的基因驱动或者你想要反向的基因驱动。我们的委员会,根据现有的证据,判断我们不应该仅仅依靠逆转驱动作为一种策略来减轻基因驱动的影响。如果我们谈论的是技术的意外后果,依靠同样的技术来保护我们,那就有问题了。

哪些机构将有助于监督基因驱动研究?

基因驱动不受政治限制。它们的设计方式和传播潜力没有国界,这意味着国际治理和国际合作对基因驱动的转基因生物比普通转基因生物更重要。

到目前为止,转基因生物和其他生物技术的调节是遏制的预测。在某种意义上,基因驱动器旨在克服界限 - 他们意味着传播 - 他们对我们如何管理生物技术的现有框架是新的挑战。在国际一级,我们有联合国生物多样性公约,特别是卡塔赫纳和名古屋议定书。在国家一级,我们有协调框架的制定生物技术,已经在审查过程中,部分地是为什么现在正在发生这些国家学院研究。白宫已要求参与协调框架的机构来满足并考虑这些机构如何适应新兴的生物技术。基因驱动肯定是这项挑战的一部分。

这些机构缺乏清晰度,对调节基因驱动改性的生物有主要责任。这取决于你如何对生物体分类。是一种基因驱动植物害虫或动物药物或奇腺苷酸吗?现有的生物技术存在挑战,但基因驱动生物可以进一步挑战它。

我们报告的建议之一正在倡导对生态风险评估的环境评估的变化,以考虑到基因驱动的特征,其对人口的影响以及地方价值和治理。

我们还确定了滥用的疑虑和有人可以使用基因驱动技术来造成邪恶的目的的想法。即使没有任何证据有人试图这样做,也是我们必须要注意的事情。

我们可以从转基因生物中汲取什么课程?

关于生物技术背后的科学,在公众之间存在一些不信任。有人认为转基因转基斯国有私人福利而不是公共利益,这种安全尚未认真对待,转基因生物已悄悄地推出。一些公众反对转基因生物的欧洲和这个国家的公共反弹可能被理解为怀疑这些事情在游戏中的戏剧,而不仅仅是关于健康风险或环境影响。这是关于该技术看不见的并且私下控制的看法,因此我们正在吃遗传修改的食物,但我们不知道。由于这些问题,委员会认识到更多透明度和更多的参与对科学和技术有益。

在公共观众和利益相关者之间有没有关于转基因生物的沟通太少。如果这是与基因驱动器重复,那将是一个耻辱。希望这份报告朝着拥有更多透明度和开放的新兴技术的沟通方向移动我们 - 其潜在的利益及其潜在危害。

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