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转基因蚊子测试是有争议的:我想让蚊子不育,但有新的变种吗?

自2013年以来,巴西雅可比那市已放置了数千万种转基因蚊子,该蚊子将与野生蚊子杂交,并在后代具有不育性,这将大大减少该地区的野生伊蚊。但是,最近发表于《科学报告》的一项研究指出,在当地蚊子种群中已检测到转基因蚊子的基因,这表明与野生蚊子杂交的后代也可以传播基因。研究推测,这种新的“混合”蚊子可能更可行,并且会变相加速病毒的传播。但是这种观点也遭到了生物技术公司和一些专家的质疑和反对。

编译丨于颖卓

杨新洲的回顾

“以蚊治蚊”的计划

伊蚊是最大的蚊子属,有近1,000种不同的蚊子,著名的“花蚊”(Aedes albopictus)和受威胁最大的埃及伊蚊(Aedes aegypti)属于伊蚊属。

埃及伊蚊是各种致命传染病的主要媒介,它们携带的病毒可引起黄热病,登革热和寨卡病。埃及伊蚊不仅危害人类健康,而且对世界造成巨大的经济损失。其中,巴西等国家遭受的痛苦更大。

转基因蚊子试验惹争议:想让蚊子不孕不育 却产生了新变种?

埃及伊蚊,登革热和黄热病等各种致命传染病的主要媒介(来源:维基百科)

由于目前很少有有效的用于蚊媒疾病的疫苗和药物,因此科学家主要倾向于阻止这些传染病的传播,即寻找控制或消除携带病毒的蚊子的方法。传统方法主要是使用杀虫剂杀死蚊子,但鉴于其易于使蚊子产生抵抗力,因此对生态环境的破坏也更大。现在,科学家们正在积极寻求更有效的对策,而转基因技术是最有吸引力的新方法之一。

十多年来,英国生物技术公司Oxitec一直在测试转基因蚊子。他们的策略是在不咬人的雄性伊蚊中植入致命基因。当野生雌性蚊子与之交配时,致死基因会传给下一代,导致生存能力非常差且不育,从而大大减少了蚊子的数量。

转基因蚊子试验惹争议:想让蚊子不孕不育 却产生了新变种?

Oxitec成功开发了理想的转基因伊蚊,代号OX513A。他们首先越过了起源于古巴和墨西哥的埃及伊蚊,然后将两个基因——植入杂交物中以杀死后代,另一个产生了荧光蛋白以便于追踪。在实验室条件下,OX513A与野生型交配后,只有约3%的后代存活到成年,Oxitec认为其余的幸存者没有生育能力。

前景似乎一片光明。

然后,巴西政府投资了OX513A,以控制当地的蚊子和登革热。自2013年以来,Oxitec每周在巴西东部巴伊亚州Yakovina放置约45万只OX513A雄性蚊子,为期27个月。根据Oxitec的报告,该地区的野生蚊子总数下降了90%,结果令人欣喜。

意想不到的基因传递

根据Oxitec的完美视野,在与OX513A和当地野生雌性交配后,下一代的存活率非常低,无法生育。但是,真的是这样吗?

耶稣大学进化生物学家杰弗里·鲍威尔(Jeffrey Powell)带领他的研究团队进行了独立研究。在项目开始后的第6、12和27个月,他们在雅各布纳(Jacobina)的不同地点进行了三个伊蚊幼虫的采样和基因分型,最后一个是连续采样,持续了3个月。

转基因蚊子试验惹争议:想让蚊子不孕不育 却产生了新变种?

分析结果与Oxitec的结果有很大不同。研究小组发现,当地蚊子的基因组与原始蚊子相比发生了显着变化。样本中约10%至60%的个体具有OX513A的基因。这意味着OX513A的后代和野生雌性蚊子不仅肥沃,而且还与巴西,古巴和墨西哥产生许多“三国混血”。根据Oxitec的原始描述,杂交后代应该是不育的并且很快死亡,因此OX513A基因不应该被传递。换句话说,这不应该发生。

鲍威尔对这种现象表示关注,他怀疑新蚊子可能比其父母更强。研究小组测试了新变种中的登革热和寨卡病毒的传播率,但没有发现显着差异。但是,研究人员认为这只是在实验室条件下进行的测量。这些新变种在野外传播其他病毒的能力可能有所不同,或者OX513A的渗透可能会增强新变种对杀虫剂的抗性。性别。

鲍威尔强调:“尽管当前的新变种没有显示任何已知的健康风险,但未知的结果却是最令人担忧的。”

值得注意的是,在该项目的后期阶段,研究小组收集的伊蚊蚊样品中的OX513A的浸入显着减少。此外,一些研究表明,雄性蚊子的初始阶段已极大地抑制了当地的伊蚊,但以某种方式,在18个月后,其抑制作用大大减弱,伊蚊的数量逐渐恢复到原来的水平。

Powell等。据推测,雅可比娜(Jacobina)的雌性蚊子可能具有“交配偏向”现象,即雌性不愿与生殖能力较弱的雄性交配,而这些转基因蚊子可能就是其中之一。

反驳和质疑声

Powell等。该论文在9月10日于《科学报告》发表后遭到Oxitec的强烈反驳。

公司发言人说,鲍威尔团队的研究包含“许多虚假,投机和未经证实的主张”。 Oxitec在一份三页的文件中指责该文件未发现“ OX513A雄性蚊子对当地人口或环境有任何实质性的负面影响”,但充满了误导性猜测。该公司的内部测试结果表明,在野外实际发射之前,插入到OX513A中的“致死基因”并没有100%杀死蚊子,而后代仍然存活的可能性很小。发言人说,该公司“对此非常清楚”。

Oxitec还驳斥了该论文中提到的“交配偏见”:全世界已经释放了约10亿只转基因雄性蚊子,而且从未观察到“交配偏见”。

争端继续蔓延,一些对Oxitic毫无兴趣的科学家也站了起来,并对论文表示怀疑。

宾夕法尼亚州立大学的昆虫学家Jason Rasgon肯定了论文中遗传学发现的重要性,但他也表示其中的一些猜测显得夸大其词且不负责任。Rasgon认为,作者应该在论文里强调,在新出生的蚊子里并没有发现转基因蚊DNA里的致死基因和荧光蛋白基因。现在雅科比纳蚊子种群里发现的新基因只不过是来自OX513A雄蚊的“遗传背景”,即OX513A基因中本来就有一些来自古巴和墨西哥种群。

Powell的研究团队猜测拥有三国血统的新蚊子“可能”比现有种类的蚊子更加难以对付,但Rasgon指出这样的猜测缺乏数据支撑。Rasgon担心,这篇论文可能会激发民众对于转基因生物的怀疑情绪,因此希望论文做出相应的澄清。

鉴于该论文的结论遭到了来自各方的批评与质疑,9月17日 《科学报告》 的编辑在网页上增加了一条声明,表示会在近期对这些问题进行答复。

转基因蚊子试验惹争议:想让蚊子不孕不育 却产生了新变种?

仍在进行的试验

现在,Oxitec并没有停下研发的脚步。他们已经采取了一系列改进措施,使得第二代转基因蚊子能够更有效地传播致死基因。与以往不同,新一代致死基因只会杀死吸血的雌性后代,而雄性后代则得以存活,从而能够继续传递致死基因。今年6月 Oxitec宣布,他们在巴西的田间试验取得了巨大的成功,当地的蚊子数量下降了96%。

美国德克萨斯州和佛罗里达州也在考虑使用Oxitec的转基因蚊子来控制当地的蚊子种群数量。最近,Oxitec向美国相关部门提供了他们的新型转基因蚊子以供审查。9月11日,美国环境保护署公开了Oxitec的申请,向民众征求意见。一旦获得批准,这些新型蚊子很快就会在佛罗里达群岛进行第一次的投放。

相关链接:

https://www.nature.com/articles/s41598-019-49660-6

https://www.the-scientist.com/news-opinion/gm-mosquito-progeny-not-dying-in-brazil–study-66434

https://www.sciencemag.org/news/2019/09/study-dna-spread-genetically-modified-mosquitoes-prompts-backlash

https://www.sciencemag.org/news/2019/09/study-dna-spread-genetically-modified-mosquitoes-prompts-backlash

https://news.yale.edu/2019/09/10/transgenic-mosquitoes-pass-genes-native-species

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