基因驱动之前,先想想甘蔗蟾蜍
《生命的催化剂》讲 CRISPR 时,最沉的一段不是技术,是先例。
基因驱动能打破孟德尔遗传定律。正常情况下一个基因传给后代只有 50% 概率;但用 CRISPR 可以设计一种会自我复制的基因,传下去时自动把另一条染色体上的正常版本也剪掉替换成自己。理论上只需释放几只改造蚊子,几代之内整个物种 100% 的个体都会被修改。 每年可能因此避免数十万儿童死于疟疾。
回报明显,风险不明显。Cech 引了一篇 PNAS 的文章标题:"Is CRISPR-based gene drive a biocontrol silver bullet or a global conservation threat?"
生态学家评估过,消灭按蚊未必伤害食物链:蜻蜓、鸟、蝙蝠、蜘蛛会转吃别的蚊子和昆虫。更难预测的是另一种:
More difficult to predict is the possibility that, as it's hopping from mosquito to mosquito, the CRISPR system might on a rare occasion miss its gene target, inserting itself somewhere else in the mosquito's genome... And it's possible that such an error might somehow spread a gene that actually increased the fitness of the mosquito, making a terrible problem even worse.
脱靶的那一次,可能反而传播一个让蚊子更强的基因。
而这类噩梦之所以不能被轻易打发,是因为人类在这件事上有一份很难看的记录:
- 1935 年澳大利亚为控制甘蔗甲虫引入 102 只甘蔗蟾蜍,如今繁殖到十亿只以上,有毒,吃它的本地动物会死。
- 制糖业为控制老鼠把亚洲猫鼬引入夏威夷,猫鼬发现雏鸟和龟蛋更好抓。
- 新西兰放白鼬去控制兔子,白鼬转头去吃本地鸟类,包括国鸟几维。
- 1930—40 年代美国土壤保护局付钱让农民种日本葛根防水土流失,它长得太快,在南方几个州几乎埋掉了整片森林。
每一次都有明确的目标,每一次目标都达成了一部分,每一次代价都出现在没人看的那一栏。
这条是 天真的干预往往弊大于利 在生态尺度上的版本:收益显眼且快,成本巨大、延迟且隐形,于是干预看起来总在做好事。而 演化会从你没想到的角度解题 说明了为什么代价一定会出现在预料之外:你只能设定筛选压力,不能设定被筛选者用什么办法通过。
Cech 自己也提醒了下一步:就算基因驱动在蚊子身上按预期奏效,它一定会引出把这套技术用到葛根、黑鼠、斑马贻贝、非洲大蜗牛身上的兴趣。 每个项目都诱人,每个项目都自带一份需要慎重对待的清单。
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- 二阶后果常常和一阶相反
反过来用也成立。消除小波动是在喂养一次大崩溃 说的是一阶舒服(没有波动)换来二阶脆弱;基因驱动之前,先想想甘蔗蟾蜍 说的是一阶目标达成(消灭害虫)换来二阶灾难。 这些卡讲的是不同领域,用的是同一道减法:把第一层的答案划掉,再问一遍。
- 体细胞与生殖细胞之间那条线
风险从个体扩散到系统的另一种形式,见 基因驱动之前,先想想甘蔗蟾蜍;把这条和 mRNA 疫苗和 CRISPR 不是一回事 对读,能看清为什么疫苗不涉及这条线。
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