我们该如何遏制进化的“黑暗面”(2)_生活健康报
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我们该如何遏制进化的“黑暗面”(2)

  这种“反进化”系统可以用在许多地方,例如阻止用来制造大量产品的微生物发生不必要的突变,这些产品包括啤酒、胰岛素以及香草味香精等。

  查韦斯说:“很多时候,在发酵过程中随着时间的推移,微生物会渐渐失去制造我们感兴趣物质的能力,因为制造这些物质的过程也是一个消耗巨大的代谢过程。”这对于制造商来说,确实是一件令人头疼的事。

  巴里克的研究团队通过创建一种“反突变”细菌来解决这个问题。“反突变”细菌指的是突变率较低的细菌。方法之一是去除基因组内的“寄生物”,这是一种在所有有机体内都存在的DNA序列,它们不会给有机体带来任何益处,却会极大地增加变异率。另一种方法是通过提高复制DNA的酶的精度,可将突变率降低30倍。

  还有一种可能性是让DNA自身不发生变异,至少不那么容易发生变异。方法是给某个DNA序列增加一些额外功能,如果真的发生变异,突变有机体也将不太有可能存活下来。例如,通过削弱某个起到“激发器”作用的DNA序列,研究人员可将突变率降低10倍。

  还有一些生物学家利用超高变异率可降低有机体适应性,并阻止其进化甚至导致其死亡这一事实,反其道而行之,开发了几种效果很好的实验性药物,用于治疗一些由病毒引起的疾病。实验显示,这些药物对于流感、西尼罗河病毒等有很好的治疗效果。这种方法可能只对在RNA中编码其遗传信息的病毒有效,因为它们从一开始就有很高的变异率。相比之下,查韦斯的“反进化”系统可适用于更广范围的有机体,甚至可能包括一些野生动植物。

  改变进化的驱动力量

  我们将永远无法完全彻底解决“黑暗进化”这个问题,在阻止不良进化的漫漫征途中,人类要做的就是棋高一着,领先一步

  CRISPR基因编辑已被用于制造人造基因驱动器,这种人造基因可在基因组中复制自身的DNA序列,并传递给生物体的所有后代,而不仅仅只是其一半后代。

  “我们能让这种基因驱动器在生物群落中传播开来,阻止它们进化出我们不想要的突变吗?我认为这完全可能。”查韦斯说。

  CRISPR基因编辑为阻止进化“黑暗面”开辟了一条全新途径。但逆转或防止特定突变的问题是,生物体可能还会出现其他我们意想不到的突变。“进化能够突破任何屏障。”巴里克说。因此,CRISPR基因编辑方法提供了新的途径,但并非万全之策。CRISPR与传统药物和杀虫剂的不同之处在于,后者一旦产生耐药性,就必须从头开始研究新药,而CRISPR只需针对新的DNA序列加以调整就可以了,“针对某种特定DNA序列的抗菌素的作用会是非常强大的。”查韦斯说。

  但伴随基因编辑工具强大威力而来的,还有责任。“基因编辑工具改变了进化的驱动力量,”帕卢比说,“我们需要谨慎确定不会造成意料之外的后果。”但要做到这一点,其实相当困难。例如,有些疫苗会驱动进化产生更危险的病毒。“我们将永远无法完全彻底地解决这个问题,在阻止不良进化的漫漫征途中,我们要做的就是棋高一着,领先一步。”帕卢比说。

  题图照片来源:视觉中国

  快速进化也有好的一面

  自然界的快速进化对于我们来说是一个巨大的挑战,但有时也是某些动植物的“救命”绝招。

  海星

  海星通过进化对一种叫做“海星损耗病”的疾病产生了免疫力。

  野生哺乳动物

  野生哺乳动物越来越倾向于在夜间活动,以躲避人类活动导致的影响和伤害。

  达尔文雀

  随着加拉帕戈斯群岛的变化,达尔文雀也依然在继续进化。

  蜥蜴

  蜥蜴进化出了更具粘合力的脚,以适应城市生活。

  非洲大象

  非洲大象的象牙正在逐渐退化消失,这是帮助它们躲过偷猎者疯狂捕杀的一种快速进化。

  鳉鱼

  大西洋鳉鱼通过进化,适应致命污染。

  如何阻止“黑暗进化”

(责任编辑:admin)
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