基因蚊子遗传

超级蚊子做帮手，疟疾你还能嚣张多久？

通过基因改造的超级蚊子，可以帮助人类对抗疟疾，是不是很神奇？...

众所周知，疟疾是瘟神，害死了好多小伙伴，成吉思汗、但丁、霍去病等等，曾经给人类生命带来了巨大的威胁，疟疾的主要帮凶蚊子，其叮咬是疟原虫主要的传播途径。

来自美国加州大学James实验室借助分子遗传工具获得转基因蚊子，携带有控制疟原虫（P. falciparum）传播的抗性基因。当雌性蚊子叮咬吸血时，该抗性基因会表达分泌一种抗体，结合至寄生虫表面，阻止病原虫通过血液传播至人体，吊炸天来了有木有？（那要是把编辑人源抗体的基因整到蚊子里面去，那让它叮一下那是不是就可以治病了，哈哈！！！）但是这个方法有一个缺陷，就是遗传定律限制，使得转基因不能全部遗传给子代，通常情况下，携带有突变基因的雌性蚊子生育的后代中只有一半含有该基因，所以在不断繁殖之后，抗性基因就会在种群内稀释，最后就完全丧失[1]，不过能有一代也够了。

基因驱动技术（Gene drive Technology）

2003年，伦敦帝国理工学院进化遗传学家Austin Burt提出“基因驱动”概念（Gene drive）。它是一个能够快速将特定性状扩散到群体中去的系统。一般来说物种中都会存在这样一些基因，它们在繁殖的过程被遗传的概率比普通基因高出50%。最近报道gene drive行为和癌症的形成密切相关。因此，这些基因就可以很容易在群体中散播，即使它们可能导致个体的适应性下降。借由与这些特殊基因类似的遗传“偏向性”，Gene Drives在理论上可将这些人为改造的基因散播到野生群体中。而这些改造可以包括基因的增添、破坏或者修饰，也可以包括减少个体的生育能力从而可能导致整个物种的毁灭，天啦噜，那以后外星人要消灭地球就用不着变形金刚啥的了，整个基因就完事啦，自然消亡。

CRISPR/Cas9组建Gene Drive，不遵循孟德尔遗传定律

Nature News中报道了一个消息，2015年11月23日，Jams团队又在美国科学院院刊PNAS期刊发表了一篇利用基于CRISPR/Cas9基础的基因驱动技术实现抗虫基因在蚊子群体的繁衍，从根源上有效阻止疟疾的传播。相比于过去的研究，基因驱动的优势在于，改造过的突变蚊子繁衍的后代都会携带有抗虫基因[2]。

研究团队将Cas9内切酶基因、导向RNA、抗性基因组装成一个遗传“box”，将其插入蚊子基因组中，可以将抗性基因精准靶向生殖细胞的高特异位点，同时实现一条染色体的变异拷贝到另一条染色体，形成纯合体[3]。借助该体系，James实验室成功获得携带有抗虫基因的纯合突变，能够近乎百分之百地传递给下一代。

Fig. 1.Scheme outlining the mutagenic chain reaction (MCR). HA1和HA2表示两条同源臂[3].

上图就是一个杂合的转基因CRISPR/Cas9怎么将两条染色体全部替换成插入DNA的模式图，简单明了。

被基因改造的蚊子有潜在的安全隐患

基因驱动能够让蚊子不再具备传播疾病的能力，那么它也存在让蚊子携带危险基因的可能。而且，基因编辑过的蚊子是否会扰乱生态系统的平衡呢？这些安全隐患让不少科学家一直在呼吁对基因驱动技术的谨慎使用，双刃剑嘛，有好处肯定也有不好的地方。

剑桥麻省理工学院的研究新兴技术的政治学家Kenneth Oye认为这些技术已经超过了已有的生物监管和政策讨论范畴。他认为需要对该技术改造后的突变物种进行长期考察，包括如何控制物种蔓延、扰乱生态平衡等问题。

基因驱动之所以存在争议，是因为它有改变整个生态系统的潜力。James团队明确表示，目前，基因编辑过的蚊子一直封闭培养在实验室。除非安全隐患解决，否则他们不会将它们释放到自然中，点赞。

Nature doi:10.1038/nature.2015.18858

[1]Isaacs AT, Li F, Jasinskiene N, Chen X, Nirmala X, Marinotti O, Vinetz JM, James AA. Engineered resistance toPlasmodium falciparum development in transgenic Anopheles stephensi. PLoSPathog. 2011,7(4):e1002017.

[2] Gantz VM, Jasinskiene N, Tatarenkova O, Fazekas A, Macias VM,Bier E, James AA. Highly efficient Cas9-mediated gene drive for population modificationof the malaria vector mosquito Anopheles stephensi. Proc Natl Acad Sci U S A.2015, 112(49):E6736-43.

[3] Gantz VM, Bier E. Genome editing. The mutagenic chain reaction: Amethod for converting heterozygous to homozygous mutations. Science. 2015,348(6233):442-4.

下面是关于这篇文章新闻报道的视频：