比爾蓋茨：為什么基因編輯和人工智能一樣值得關(guān)注？

來源：比爾蓋茨微博

基因編輯可以成為對抗這一疾病的有力新武器。

人類數(shù)千年來都在發(fā)明殺死蚊子的新方法。羅馬人通過清排沼澤地來滅蚊。如今，你可能會(huì)在院子里安置一個(gè)捕蟲器。在中低收入國家，你經(jīng)?？梢钥吹饺藗儑姙⑾x劑，或者設(shè)置用糖作誘餌的粘性陷阱。

然而進(jìn)化相當(dāng)聰明。它通過誕生出更難被殺死的蚊子，始終跑在我們的前面。在撒哈拉以南非洲、南美部分地區(qū)和東南亞，我們看到了數(shù)量驚人的能夠抵抗殺蟲劑的蚊子。

這尤其給防治瘧疾等蚊媒疾病帶來了麻煩。為了根除這些疾病，我們需要新的工具與已有的工具進(jìn)行互補(bǔ)。

我們的基金會(huì)正在支持許多不同的嘗試。其中一個(gè)項(xiàng)目令我格外的興奮，那是一組對蚊子進(jìn)行基因改造的技術(shù)，可以顯著減少某些地區(qū)攜帶疾病的蚊蟲數(shù)量。

這些基因技術(shù)最酷的地方在于它們的精確程度。精確與否至關(guān)重要，因?yàn)樵?000多種蚊子里，造成絕大多數(shù)瘧疾病例的只是其中的五種。并且在這些蚊子中，只有雌蚊會(huì)傳播疾病，因?yàn)樗鼈兪俏ㄒ粫?huì)咬人的（當(dāng)它們需要額外的蛋白質(zhì)來繁殖時(shí)，它們就會(huì)這樣做。專家稱之為“吃一頓血液餐”）。而雄蚊只喝花蜜。

基因編輯帶給我們的希望是，我們可以只在特定區(qū)域消滅具有危險(xiǎn)性的蚊子，而不是隨意地殺死蚊子。這將為我們贏得治療當(dāng)?shù)厮携懠不颊叩臅r(shí)間，然后在無寄生蟲的條件下恢復(fù)蚊子的種群數(shù)量。

一種令人興奮的基因編輯技術(shù)被稱為基因驅(qū)動(dòng)（gene drive）。這一術(shù)語包含幾種不同的方式，但其基本原理是使用crispr 技術(shù)來重寫遺傳規(guī)則。通常情況下，對于任何一個(gè)基因，父母中的一方有50% 的幾率將該基因遺傳給孩子（它會(huì)與雙親中另一位的基因競爭，且只有一個(gè)能夠勝出）。利用基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)，這一概率可以達(dá)到100% 。你將一個(gè)編輯過的基因帶給一些蚊子，這個(gè)基因?qū)⒅踩搿蝌?qū)動(dòng)——它們所有的后代。當(dāng)這些蚊子與野生蚊子交配時(shí)，它們所有的后代都將攜帶編輯過的基因，并且隨著時(shí)間的推移，該基因會(huì)穿透整個(gè)種群。

想象一下，不管伴侶的眼睛是什么顏色，藍(lán)眼睛的蚊子都會(huì)有藍(lán)眼睛的后代。最終，這個(gè)種群中的每一只蚊子都將有藍(lán)色的眼睛。

下面這張圖向你展示了基因驅(qū)動(dòng)是如何最終將某個(gè)基因擴(kuò)散到整個(gè)種群的：

我們沒理由認(rèn)為可以將基因驅(qū)動(dòng)應(yīng)用在人類身上，更不用說提倡這樣做了。關(guān)于這項(xiàng)技術(shù)在昆蟲身上的應(yīng)用也存在著一些嚴(yán)重的問題，我稍后會(huì)談到這個(gè)問題。但首先我想給你們舉兩個(gè)例子來說明它是如何起作用的。

其中一個(gè)是名字花哨的x-shredder?；蛟S你能回憶起生物課講過的一些內(nèi)容，一只蚊子是雌是雄，部分取決于它從父母那里繼承到了什么性染色體。雌蚊從雙親分別得到一條x染色體，而雄蚊則從母親那里得到一條x染色體，從父親那里得到一條y染色體。

2014年，倫敦帝國理工學(xué)院和西雅圖弗雷德 · 哈欽森中心的科學(xué)家們得以編輯雄性蚊子體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)，從而破壞其精子中的x染色體。于是大部分雄性蚊子將y染色體傳遞給后代，所以它們后代中的大部分也將是雄性。在基因驅(qū)動(dòng)的作用下，這些后代也將攜帶編輯過的蛋白質(zhì)，所以它們后代中的大多數(shù)也將是雄性。

不出幾代，雌雄比例將會(huì)失衡，最終導(dǎo)致該物種在這一地區(qū)滅絕。

另一個(gè)例子涉及到雙性基因（doublesex gene）。這種基因在蚊子體內(nèi)與性染色體一起發(fā)生作用，決定后代是雄性還是雌性。去年，倫敦帝國理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，攜帶經(jīng)過編輯的雙性基因的雌蚊會(huì)長出雌雄混搭的器官，包括雄性生殖器和一個(gè)脆弱到無法刺透人類皮膚的喙。它們不能繁殖，所以種群數(shù)量會(huì)減少；它們不能吸食血液，所以它們不會(huì)傳播寄生蟲。

雙性基因編輯不會(huì)影響雄蚊，雖然在基因驅(qū)動(dòng)的作用下，它們會(huì)將基因傳遞給后代，使得雙性基因編輯能在種群中持續(xù)傳播。

我們知道基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室條件下可行。當(dāng)?shù)蹏砉W(xué)院的研究人員把150只攜帶雙性基因編輯副本的雄蚊同450只野生蚊子放進(jìn)一個(gè)小籠子里時(shí)，所有蚊子在幾個(gè)月內(nèi)（大約10代）就都死光了。基于性別差異的編輯也產(chǎn)生了類似的結(jié)果。

下一步是在更大的籠子里進(jìn)行試驗(yàn)，并最終獲得政府的許可在戶外進(jìn)行試驗(yàn)。我們還需要了解幾件事情：如果某種蚊子開始死亡，這對食物鏈有什么影響？我們需要引進(jìn)多少變異的蚊子？我們需要蚊子消失多長時(shí)間？去年，布基納法索政府許可在野外釋放不育的、非基因驅(qū)動(dòng)的蚊子，這科研人員便可以開始研究一些上述的問題。

正如我所提到的，社會(huì)問題和監(jiān)管問題也會(huì)產(chǎn)生影響。例如，由于蚊子不會(huì)受國界的限制，這就需要鄰國在對待基因編輯技術(shù)的使用上具有一致意見。政策制定者和科學(xué)家們一直在像世界衛(wèi)生組織和非盟發(fā)展機(jī)構(gòu)的平臺(tái)上就這些問題進(jìn)行辯論，并正朝著一個(gè)共識(shí)邁進(jìn)。