การกลายพันธุ์ที่ทำลายล้างอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้สามารถนำมาใช้เพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องมือวิศวกรรมพันธุกรรมทำงานอาละวาดได้
ออร์แลนโด, เอฟแอลเอ. — สิ่งที่บางคนมองว่าเป็นข้อบกพร่องในเครื่องมือพันธุวิศวกรรมใหม่อาจเป็นคุณสมบัติด้านความปลอดภัย อันที่จริง การศึกษาชี้ให้เห็น
ไดรฟ์ยีน CRISPR/Cas9 อย่างที่เรียกกันว่าเครื่องมือใหม่ เป็นเครื่องตัดและวางโมเลกุลที่สามารถทำลายกฎการสืบทอดตามปกติและส่งต่อไปยังลูกหลานมากกว่าร้อยละ 50 ( SN: 12/12/15, หน้า 16 ). การแพร่กระจายอย่างรวดเร็วของยีนทางวิศวกรรมผ่านประชากรอาจทำให้นักวิจัยสามารถทำให้ยุงไม่สามารถแพร่กระจายมาลาเรียหรือโรคอื่น ๆ เพื่อฆ่าเชื้อแมลงหรือกำจัดศัตรูพืชหรือสายพันธุ์ที่รุกรานออกจากสถานที่ที่ไม่ต้องการ ( SN: 12/26/ 15, p. 6 ; SN Online: 12/7/15 ).
ไดรฟ์ของยีนได้ทำงานในห้องปฏิบัติการแล้ว แต่มีอุปสรรคด้านจริยธรรม เทคนิค และอุปสรรคอื่นๆ มากมายที่ต้องเอาชนะก่อนที่พวกเขาจะถูกปล่อยสู่ธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์ นักสิ่งแวดล้อม และผู้กำหนดนโยบายหลายคนกังวลว่าการขับเคลื่อนของยีนอาจทำลายล้างเผ่าพันธุ์ทั้งหมดหรือส่งผลที่ตามมาโดยไม่ได้ตั้งใจต่อระบบนิเวศ
อุปสรรคทางเทคนิคอย่างหนึ่งก็คือการขับยีนอาจหยุดทำงานเนื่องจากการกลายพันธุ์ทำลายความสามารถในการสร้างยีนเป้าหมายหรือตัด DNA ในความเป็นจริง “การต่อต้าน” ต่อการขับเคลื่อนยีนจะเกิดขึ้น “แทบจะหลีกเลี่ยงไม่ได้” Philipp Messer นักพันธุศาสตร์วิวัฒนาการที่ Cornell University กล่าว 14 กรกฎาคมที่การประชุม Allied Genetics
นักวิจัยกำลังหาวิธีรักษาการขับเคลื่อนยีนให้ทำงาน แต่เมสเซอร์คิดว่าการปล่อยพวกมันให้แตกสามารถป้องกันการแพร่กระจายที่หลบหนีและอันตรายที่ไม่ได้ตั้งใจได้ “ทำไมไม่ยอมรับการต่อต้าน” เขาพูดว่า.
แม้ว่าการกลายพันธุ์ของยีนไดรฟ์‒การฆ่าเกิดขึ้น พวกมันมักจะแพร่กระจายในอัตราปกติเท่านั้น – โอกาส 50 เปอร์เซ็นต์ที่จะได้รับการสืบทอดในรุ่นต่อไป การแพร่กระจายช้าหมายความว่าต้องใช้เวลาหลายชั่วอายุคนก่อนที่การกลายพันธุ์ของความต้านทานจะเกิดขึ้นบ่อยพอที่จะหยุดการหมุนเวียนของยีนได้ Messer และเพื่อนร่วมงานคำนวณ ในสถานการณ์หนึ่ง พวกเขาพบว่าการขับเคลื่อนด้วยยีนสามารถให้พลังงานแก่บุคคลมากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์ในประชากรประมาณ 30 รุ่น แต่การกลายพันธุ์ของความต้านทานจะใช้เวลาประมาณ 100 รุ่นจึงจะปรากฏใน 50 เปอร์เซ็นต์ของประชากร การคำนวณเหล่านั้นถูกรายงาน เมื่อเดือนที่แล้วบน biorxiv.org
เมสเซอร์กล่าวว่าเขาและเพื่อนร่วมงานกำลังทำการทดลองกับแมลงวันผลไม้ที่มียีนไดรฟ์เพื่อทดสอบว่าการคำนวณนั้นถูกต้องหรือไม่
นักวิจัยอาจสามารถคิดค้นกลยุทธ์เพื่อควบคุมการแพร่กระจายของยีนไดรฟ์ในขณะที่ควบคุมโดยควบคุมสภาวะที่สนับสนุนการกลายพันธุ์ของความต้านทาน Messer กล่าว ด้วยระบบดังกล่าว ยุงที่เป็นพาหะนำโรคหรือแมลงศัตรูพืชอื่นๆ จะลดลงสู่ระดับที่ปลอดภัยในพื้นที่ท้องถิ่นโดยไม่ทำลายสายพันธุ์ทั้งหมด
Michael Gilchrist นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการแห่งมหาวิทยาลัยเทนเนสซี เมืองนอกซ์วิลล์ กล่าวว่า “ฉันพบว่าคำพูดนั้นสร้างความมั่นใจ” การแนะนำสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยาใหม่ – ได้รับการออกแบบหรือไม่ – อาจมีผลกระทบรองที่ผู้คนไม่สามารถคาดเดาได้ “และพวกมันสามารถทำลายล้างได้” เขากล่าว นักวิจัยอาจสามารถจัดการกับผลกระทบเชิงลบดังกล่าวได้โดยการแนะนำบุคคลที่มีการกลายพันธุ์ของความต้านทานหลังจากได้เห็นสิ่งที่ไดรฟ์ของยีนสามารถทำได้ Gilchrist กล่าว นักวิจัยสามารถควบคุมความยากในการเบรกบนยีนไดรฟ์ โดยเปลี่ยนจำนวนของบุคคลที่มีการกลายพันธุ์ของความต้านทานที่พวกเขาแนะนำในประชากรที่มียีนขับเคลื่อนด้วย การรู้ว่าการต่อต้านไม่จำเป็นต้องไร้ประโยชน์เสมอไป อาจทำให้บางคนสบายใจขึ้นเมื่อปล่อยให้ยีนขับออกสู่ธรรมชาติ
ไวรัสมีมากมายมหาศาล พวกมันแพร่เชื้อสู่ชีวิตเซลล์ทั้งหมด ตั้งแต่แบคทีเรียเซลล์เดียวไปจนถึงช้าง และพวกมันมีความหนาแน่นเป็นพิเศษในมหาสมุทร ซึ่งพวกมันทำงานเป็นเครือข่ายการรีไซเคิลขนาดมหึมา โดยแยกแบคทีเรียและจุลินทรีย์อื่นๆ ที่นั่น 20 เปอร์เซ็นต์ในแต่ละวันเพื่อปล่อยคาร์บอนจำนวนมาก ซึ่งจุลินทรีย์อื่น ๆ ใช้เพื่อการเจริญเติบโต
ทั่วโลก ไวรัสไม่เพียงแต่แพร่เชื้อในเซลล์ แต่ยังทิ้งสารพันธุกรรมไว้เบื้องหลัง DNA ของไวรัสไม่เพียงส่งผ่านจากอนุภาคไวรัสหนึ่งไปยังลูกหลานของมันเท่านั้น แต่ยังส่งไปยังไวรัสอื่นๆ และสายพันธุ์อื่นๆ ด้วย ด้วยเหตุนี้ ลำดับพันธุกรรมของไวรัสจึงเข้ามาอาศัยอย่างถาวรในจีโนมของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด รวมทั้งของเราด้วย และเราพึ่งพาพวกมัน DNA ของไวรัสจำเป็นสำหรับการก่อตัวของรกของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม มันเป็นสิ่งสำคัญในการเจริญเติบโตของตัวอ่อนระยะแรก; และระบบภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติของมนุษย์นั้นประกอบขึ้นเป็นโปรตีนจากไวรัสในสมัยโบราณ เมื่อคนต่อสู้กับ COVID-19 พวกเขากำลังทำด้วยความช่วยเหลือของไวรัสที่อาณานิคมเซลล์ของเรานานมาแล้ว
นักวิทยาศาสตร์บางคนมองว่าไวรัสเป็นแหล่งนวัตกรรมทางพันธุกรรมชั้นนำของโลก ไวรัสไม่ใช่กิ่งก้านที่ขาดหายไปของต้นไม้แห่งชีวิต มันถูกถักทอเป็นกิ่งก้านและใบ
นักวิทยาศาสตร์อาจโต้แย้งเสมอว่าไวรัสยังมีชีวิตอยู่หรือไม่ แต่หวังว่าพวกเขาจะเห็นด้วยกับความสำคัญของไวรัสที่มีต่อชีวิตดังที่เราทราบ “อย่างไรก็ตาม คุณอยากคิดเกี่ยวกับชีวิต” บียาร์เรอัลกล่าว “ไวรัสจะอยู่ที่นั่น”
