农场主们正在使用“基因原子弹”消灭这种实验室里的“无冕之王”

斑翅果蝇 (spotted-wing drosophila)，原产自亚洲，2008 年首次出现在美国北卡罗来纳州。因为其尾部锋利的产卵器，已经成为了该州樱桃园的心腹大患。

相比家蝇仅在腐烂的莓果上产卵，斑翅果蝇这种入侵生物还在成熟的水果上打洞。每年，美国农业部为此花费大约 7 亿美元治理虫害。

加利福尼亚州的樱桃种植商认为，也许有办法可以以较低的成本根治虫害。依靠遗传学家研究的“基因驱动”(gene drive) 技术，能在野生斑翅果蝇之间传播 DNA 突变并杀死它们。

基因驱动是现代生物学中最受争议和最可怕的发明之一。反对者称其为“基因原子弹”，并希望能严格禁止这种技术的应用；其他人则看到了这种技术潜在的应用价值，例如在公共卫生领域，用这种技术根除传播疟疾的蚊子。

现在，加州大学河滨分校的科学家在加州樱桃协会的资助下，在斑翅果蝇体内安装了一个基因驱动器，这是该技术首次产生商业价值。

除此之外，加州大学圣地亚哥分校 (UCSD) 的两家衍生公司也在寻求基因驱动的商业应用。Agragene 公司打算改造植物和昆虫。Synbal 公司则试图利用这项技术加速实验室老鼠、宠物狗的基因工程技术研究。

大卫·韦伯 (David Webb) 是 UCSD 两家衍生公司的首席执行官，他认为，“这项技术能精确控制任何生物中基因。”然而，这两家公司都没有筹集到资金。

基因驱动的原理是生物体内含有的“自私基因”(selfish gene)，该基因能够自我复制并被大多数动物的后代遗传。这种效应被称为“超级孟德尔遗传”(super-Mendelian」inheritance)。

问题在于，改造野生动物的基因会引发复杂的伦理和监管问题。科学家们担心，如果实验动物逃脱控制回归野外，基因驱动可能会失控。麻省理工学院和哈佛大学博德研究所已经确定不将基因驱动作为公司应该开展的基因编辑技术的应用。

更重要的是，任何对基因驱动的使用都将受到严格的监管，因此大多数基因驱动研究项目的资助来源于慈善机构或军队。为了尽快在非洲消灭疟疾蚊子，盖茨基金会 (The Gates Foundation) 已经投入了超过 7500 万美元来改造这些蚊子。今年，美国军事研究机构 DARPA 开始花费同样大量的资金用于研发基因驱动的解毒剂。

加州樱桃协会董事会只是想摆脱斑翅果蝇。十年前发生虫害时，果园开始喷洒名为“pyrethroids”的杀虫剂，这些杀虫剂有着“Mustang Maxx”和“warrior”这样的贸易名字。

加州樱桃协会高级管理人员 Nick Matteis 表示，pyrethroids 已经是最强大的杀虫剂，能杀灭斑翅果蝇、蜜蜂，甚至所有昆虫。如果不需要喷洒 pyrethroids，将节约一大笔开支。

对于樱桃种植者来说，基因驱动是一个精确的工具，能在成千上万的物种中消灭特定物种。2013 年，加州樱桃协会开始资助这项技术的开发，每年花费大约 10 万美元，或者大约三分之一的研究预算，都花在 Omar Akbari 教授的基因驱动研究项目上。

“从他们的角度来看，这是一大笔钱，但从我们的结果来看，这只够支付一份薪水和一些实验，”Akbari 教授说。他是昆虫遗传学专家、美国国防部高级研究计划项目的参与者之一。

即便如此，当 July Akbari 成功实现基因驱动，他的技术被称为“美狄亚”(Medea)，命名来源自希腊女巫杀死了自己的孩子。Akbari 的技术能在实验室环境下将新的基因 100% 传播到斑翅果蝇。

下一步的研究是确定自私基因的遗传物质的载体。雌蝇在冬天能存活，因为它们的身体能制造出防冻剂。添加一种阻止这些化学物质的基因可能会导致斑翅果蝇冻死。另一种可能的方法是通过基因改变了雌蝇的产卵器，从而控制它们的行为。

Akbari 说：“如果你把那把刀扔掉，或者把它弄得很钝，斑翅果蝇就会把卵产在腐烂的水果里，就像普通的害虫一样。斑翅果蝇仍然存在，但它们不再是农作物害虫。”

人们担心一旦放松监管，基因驱动将势不可挡。事实上，科学家们有各种各样的方法将基因驱动技术限制在可控范围内。在 Akbari 的研究中，美狄亚系统需要大量的昆虫来进行连锁反应，至少上千个。这就意味着，有几只斑翅果蝇在一盒樱桃里搭便车，不太可能不小心引发基因驱动。

加州樱桃协会董事会将资助更大规模的实验室研究。为了支付科研经费，并最终寻求批准来实施基因驱动，种植者小组计划从其他水果种植者那里筹集资金，创建一家公益企业，并将技术和财务公开纳入公司章程。

Tom Turpen 说：“我们将创建一个基本上以信托业务为主的实体公司。”他是为农民们组建公司提供咨询顾问，否则，反对转基因生物的人可能会引发一场令人瘫痪的公众辩论。

加州樱桃协会董事会执行总裁 Matteis 估计，基因驱动研究项目获批并实施前需要 5 年的时间筹备。他相信届时公众会支持这项计划。“任何被认为对环境有好处的昆虫，都将会有更大的困难。但只要这只昆虫是最近出现的，人们对扰乱生活圈的担忧就会减少。”

来源：DeepTech深科技