基因编辑培育出变种红眼黄蜂:子孙也将拥有红眼睛

作者: 来源: 发布时间:2017年04月25日
 
图右为使用CRISPR技术培育出的红眼扁头泥蜂,图左为正常扁头泥蜂。图右为使用CRISPR技术培育出的红眼扁头泥蜂,图左为正常扁头泥蜂。

  新浪科技讯 北京时间4月25日消息,据国外媒体报道,加州大学河滨分校阿克巴里实验室(Akbari lab)的研究人员培育出了一种新型红眼黄蜂。

  此举是为了证明基因编辑工具CRISPR可成功运用在体型迷你的扁头泥蜂(jewel wasps)身上,为科学家提供了了解黄蜂生理特点的新途径。例如,雄性黄蜂只需用一些“自私的基因”,便可确保自己的后代全部为雄性。

  领导该研究团队的昆虫学助理教授奥马尔·阿克巴里(Omar Akbari)指出,没人知道部分雄性黄蜂是“如何杀死雌性黄蜂胚胎、只产生雄性后代”的。“要想弄清这一点,我们需要找到它们的父系性比超数染色体(paternal sex ratio chromosomes,简称PSR),也许我们可使PSR染色体的部分区域变异、从而判断哪些基因对这一功能起到了关键作用。”

  利用相对较新的CRISPR技术,科学家可将RNA和蛋白质等物质注入细胞内,从而寻找、剪切或修改DNA的特定片段,然后观察修改后的DNA对生物体有何影响。

  阿克巴里此次研究的终极目标是,进一步了解黄蜂和其它昆虫的生理特性,从而找到控制农业害虫或传染疟疾等疾病害虫的方法。但科学家首先要知道如何在这么小的生物身上运用CRISPR技术。人们此前从未这么做过,因为这项任务看起来颇为吓人。扁头泥蜂将卵产在丽蝇的蛹中,因此科学家要先把蛹剥开,才能看到其中小小的卵。

  这些卵有多小呢?假设丽蝇的卵袋约为一颗豆子那么大,那么扁头泥蜂的卵“只有一粒米的四分之一那么大。我们需要将一颗小小的卵从较大的卵中拿出来,注入使DNA变异的物质,再将它放回较大的卵中,让它孵化出来”。

  在阿克巴里的研究中,该团队决定切除控制黄蜂眼睛颜色的基因(黄蜂的眼睛通常为黑色)。“我们选取了一种效果明显的基因。我们从之前的研究中得知,如果控制眼部色素的基因被切除,眼睛就会变成红色,因此很适合开展基因编辑研究。”阿克巴里指出,“大大的、漂亮的红色眼睛肯定不容忽视。”

  但这一工作并不容易。“你要用一根非常、非常细的针,在显微镜下操作,每个人要注射数千个胚胎。不过我们最终找到了一种可以切除目标DNA的方法,并证明了其可行性。”阿克巴里指出,该技术颇具挑战性。“但可以通过学习掌握。你的双手不能抖动,而且要对这种微小的操作有足够的耐心。我们实验室的博士后研究员Ming Li就出色地掌握了这一技术。”

  而他们培育出的红眼黄蜂暂时还不能获得自由。被切除的DNA使这一特征可以遗传下去,因此它们的子孙也将拥有红眼睛。科学家希望有一支稳定的昆虫家族用于研究,因此这对于他们来说再理想不过。(叶子)

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