基因驱动的威力，人造8个果蝇物种的诞生！

　　加州大学圣地亚哥分校的科学家们利用基于CRISPR的技术修改了果蝇的基因组，创造了8个生殖分离的物种。

　　基于CRISPR的技术为造福人类健康和安全提供了巨大的潜力，从根除疾病到强化食品供应。例如，基于CRISPR的基因驱动被设计成通过目标群体传播特定特征，目前正在开发这种基因驱动，以阻止疟疾和登革热等毁灭性疾病的传播。

　　但许多科学家和伦理学家对基因驱动的无节制传播表示担忧。一旦在野外部署，科学家如何防止基因驱动像野火一样在人群中不受控制地蔓延?

　　现在，加州大学圣地亚哥分校(University of California San Diego)的科学家和他们的同事开发了一种带有内置遗传屏障的基因驱动，旨在控制这种驱动。在分子遗传学家Omar Akbari实验室的领导下，研究人员设计了一种合成果蝇，在释放足够数量的果蝇后，它们可以充当基因驱动，在局部传播，如果需要的话可以逆转。

　　科学家们将他们的SPECIES (Synthetic Postzygotic barriers Exploiting CRISPR-based Incompatibilities for Engineering Species)开发描述为一个概念验证创新，可以移植到其他物种，如昆虫疾病媒介。传播基因驱动，限制害虫破坏有价值的粮食作物是另一个潜在的物种应用的例子。

　　“基因驱动可能会传播到预期的边界之外，而且很难控制。SPECIES 提供了一种以一种非常安全和可逆的方式控制种群数量的方法，”Akbari说，他是加州大学圣地亚哥分校生物科学系副教授，也是发表在《Nature Communications》杂志上的这篇论文的资深作者。

　　物种创造背后的思想反映了自然界中新物种的形成。当一个单一物种的成员随着时间的推移而分离时，例如，由于新的陆地形成、地震分离或其他地质事件，一个新的物种最终会从物理上的分离中进化出来。如果新物种最终返回与原物种交配，它们可能会产生无法生育的后代，这是由于分离后的生物变化，这种自然现象被称为生殖隔离。

　　加州大学圣地亚哥分校的研究人员和他们在加州理工学院、加州大学伯克利分校和创新基因组学研究所的同事们利用CRISPR基因编辑技术开发了果蝇的物种编码系统，该系统与野生果蝇的物种不兼容。

　　该论文的第一作者Anna Buchman说:“尽管物种形成在自然界中一直存在，但创造一个新的人工物种实际上是一个相当大的生物工程挑战。SPECIES方法的美妙之处在于，它简化了这个过程，给我们提供了一套明确的工具，我们需要在任何生物体中优雅地实现物种形成。”

　　从概念上讲，当物种在野外以足够的数量部署时，它们可以控制地在种群中穿行，并在其传播过程中取代所有的野生同类。以疟疾为例，可以研制出具有使其无法传播疟疾的遗传成分的SPECIES蚊子。

　　Akbari说:“你可以用限制和可控的方式将抗疟疾物种传播到目标人群中。由于物种与野生型蚊子不相容，它们的种群可以通过限制其阈值种群低于50%来控制和逆转。这让你有能力限制和逆转它的传播，如果需要的话。”

　　随着物种屏障完成临时替代野生型种群的作用，野生型种群的重新引入可以减少物种屏障的数量。

　　Akbari说:“从本质上讲，这让我们能够利用基因驱动的所有力量，比如消除疾病或农作物保护，而不会面临无法控制的传播的高风险。”