《自然》披露美国军方关注“基因驱动”可能导致物种灭绝！

《自然》披露美国军方关注“基因驱动”可能导致物种灭绝！

2017-09-26 11:52:44

美国国防机构为何对灭蚊背后的新技术如此关注？

原文以US defence agencies grapple with gene drives为标题发布在2017年7月21日的《自然》新闻上

美国国家安全机构正在衡量这种能迅速传播基因修饰技术的利弊。

JASON是一个由精英科学家组成、为美国政府提供国防参谋的组织。一直以来，它关注的问题包括网络安全和更新美国核武库等。在6月的一次会议上，这个秘密组织评估了一项新威胁——基因驱动，这种遗传工程技术能够迅速在整个种群中传播基因修饰并有助于消灭传播疟疾的蚊子。

研究者希望利用基因驱动消灭携带疟疾的蚊子。

为了保障国家安全，除了这项会议外，美国今年还做了许多其它努力来分析这种可能导致物种灭绝并改变整个生态系统的技术的潜在利弊。7月19日，美国国防高级研究计划局（DARPA）宣布拨款6500万美元，支持科学家研究基因编辑技术，其中大部分经费将被投入基因驱动研究中。此外，一个与DARPA同等级别的美国情报机构计划提供经费，支持旨在检测包含基因驱动及其他修饰的有机体的研究。

“任何一项强大的技术都关乎国家安全，”Kevin Esvelt说。他是麻省理工学院的一名演化工程师，已获得了DARPA的经费来研究限制基因驱动的扩散。他参加了6月的JASON会议，并在会上简要解释了潜在的生物恐怖分子会如何将基因驱动变成武器。但是他更担心的是由于科研人员疏忽而导致的含基因驱动生物的外泄。“生物研究失误才是我担心的。”

据Renee Wegrzyn表示，美国军方有同样的担忧。Wegrzyn是领导“安全基因计划”（Safe Genes initiative）的DAPRA项目官员，这项计划支持有关限制基因驱动的研究。最近几年，利用CRISPR基因编辑，基因驱动技术被应用在果蝇、蚊子等生物身上。一支英国团队希望最早于2024年在冈比亚按蚊身上开展基因驱动的田间试验，这种蚊子是疟疾的主要携带者。Wegrzyn说：“我对一直以来所取得的进步感到非常高兴，但是我也注意到人们越来越担心这些进步对生物安全造成的挑战。”

美国康奈尔大学的群体遗传学家Philipp Messer也参加了这场会议，他说大约20位科学家参与了JASON的基因驱动讨论。（由于他是德国公民，因此他以外国人的身份由一名陪同人员陪同参会。）

Messer说：“我不习惯参加这种会议。会上，我们只是公开讨论这种技术，发表我们对目前此领域发展的看法，并谈谈我们认为存在什么问题。”他告诉会议成员他的实验室正在研究果蝇对CRISPR基因驱动的抗性演变。 Gerald Joyce是加利福尼亚州索尔克研究所的生物化学家，也是一位JASON成员。他联合组织了这场会议，但是拒绝对会议发表评论。由此可见，最终可能产生一份保密报告。

应对基因驱动的对策

在DARPA项目下，有7个团队拿到了4年期合同。Esvelt计划对线虫进行CRISPR基因改造实验。线虫繁殖速度极快。Esvelt计划在局部环境内的线虫中传播一种基因修饰，直到线虫不能繁殖。这也是许多其他科学家的研究方向。他和其他接受军方资助的研究团队也在计划研发针对流氓基因驱动的工具，防止它们不受控制地传播。相关方法包括：使用化学物质阻断基因编辑，或者使用“抗基因驱动”逆转基因修饰或使未被改造的野外生物对基因驱动免疫。

这些工具能够对抗基因武器，例如被改造成可以更加有效地传播疾病或传递毒物的昆虫。Esvelt表示，但是这样的对策更可能被用于对付那些从实验室意外泄露的实验品。他认为缺乏针对基因驱动生物研究的生物安全规范或者规范松懈，将会增加意外泄露的可能性。

除此之外，还有其他方面计划支持有关基因驱动之于国家安全影响的研究。美国情报高级研究计划局（IARPA）隶属美国国家情报总监办公室，计划举办一场会议来讨论成立一个资助项目，以便检测经过基因改造且可能有害的生物体，包括含有基因驱动的生物。

Todd Kuiken在北卡罗莱纳州立大学研究关于合成生物学的政策，他很高兴看到基因驱动研究获得更多经费。但是他对美国军方对此领域的兴趣感到不安。有了“安全基因计划”，DARPA成为了世界上最大的基因驱动研究的政府资助者。Kuiken担心这可能让世界上对美国军方持怀疑态度的国家对这些基因驱动研究更加疑心重重，包括那些将从消灭疾病携带者（比如蚊子）行动中获益的国家。

Esvelt同样也有这些担忧，但是他认为军方支持是目前唯一既能推进基因驱动技术又能保障应用安全的途径。私人资助机构，如盖茨基金会和塔塔基金会，已经在该领域投资了大笔资金，但他们都是有针对性地对某些项目或机构进行投资；其余的政府资助机构还未进行大笔投资。“并没有其他人向我们提供大笔数额的研究资金，”Esvelt说。

DARPA项目明确要避免基因驱动生物的外泄，要求合同签约者遵守严格的生物安全条件并且向公众公开他们的实验计划——这些措施应该能够降低意外泄露的风险，Esvelt补充道。“如果你担心你的牛仔横冲直撞，惹是生非，那么你就应该把他们收归麾下，确保他们循规蹈矩。”ⓝ

来源：Nature自然科研（ID:macmillan-nature），原文作者：Ewen Callaway