加州大学圣地亚哥分校 分离驱动系统的发展使得转基因可以自然分离
左上角的苍蝇携带三种转基因，其他的只携带一种
这可以从不同荧光身体部位的外观看出
信用:加州大学圣地亚哥分校杰拉德·特拉达斯 强大的新基因工程方法给科学家们带来了革命性改变几个全球紧迫领域的潜力
所谓的基因驱动，利用CRISPR技术来影响遗传，有望在给定物种的群体中快速传播特定的遗传特征
例如，应用于昆虫的基因驱动技术被设计成通过防止蚊子宿主被感染来阻止毁灭性疾病如疟疾和登革热的传播
在农业领域，基因驱动正在发展，以帮助控制或消除对经济有害的作物害虫
但是随着改变人口数量的能力的增强，人们开始关注这些革命性的新技术在野外的长期影响
研究人员和伦理学家提出了一些问题，即一旦基因驱动在一个地区的人群中变得松散，如果有必要的话，如何控制基因驱动
现在，加州大学圣地亚哥分校、加州大学圣地亚哥分校塔塔遗传学和社会研究所(TIGS)的研究人员和他们在加州大学伯克利分校的同事开发了一种新方法，可以对基因驱动释放提供更多的控制
新的“分离驱动器”的细节发表在3月5日的《自然通讯》和《电子生活》杂志上
果蝇基因组中包含三个转基因，标记为红色(眼睛)、蓝色(胸部)和绿色(腹部)荧光
信用:加州大学圣地亚哥分校杰拉德·特拉达斯 最常见的基因驱动采用双组分系统，其特征是一种脱氧核糖核酸切割酶(称为Cas9)和一种导向核糖核酸(或gRNA)，其目标是基因组中特定位点的切割
在Cas9/gRNA切割之后，基因驱动及其携带的货物通过DNA修复过程被复制到断裂位点
虽然传统的基因驱动被设计成自主传播，但新开发的系统被设计成具有分离基因实现过程的控制
分裂驱动系统由一个不可传播的Cas9成分插入基因组的一个位置和第二个基因元件组成，第二个基因元件可以在单独的位置复制自己和有益的特性
当两种元素同时存在于一个个体中时，一种“活跃的基因驱动”就产生了，这种“活跃的基因驱动”将携带有益性状的元素传播给它的大多数后代
然而，当不耦合时，携带有益特征的元素在典型的世代遗传规则下或孟德尔频率下被遗传，而不是无限制地传播
正如《自然通讯》论文中所描述的，通过创造轻微的健身成本，最终从人群中消除Cas9酶，分裂驱动系统大大提高了基因部署的控制和安全性
《自然通讯》论文的第一作者、加州大学圣地亚哥分校生物科学系博士后杰勒德·特拉达斯(Gerard Terradas)说:“研究基本基因的驱动力本身并不是一个新颖的想法，但我们观察到，某些分裂情况能够在第一次引入时有效地传播货物，而在几代人之后没有留下Cas9的痕迹，并且在DNA修复过程中几乎没有错误被迅速淡化。”
表达Cas9(红色身体)和家庭救援(HomeR)驱动系统(绿色眼睛)的工程苍蝇，旨在更安全和稳定地在目标人群中实施基因改造
信用:加州大学圣地亚哥分校尼古拉·坎杜尔 《自然通讯》的论文还阐述了公众如何看待基因驱动的优势，因为改变野生种群的努力可以根据期望的结果以多种方式灵活设计
新的分裂驱动系统是继加州大学圣地亚哥分校的研究人员在9月份宣布的研究之后推出的，他们领导开发了两种新的主动遗传学中心化策略，旨在停止或停用在野外释放的基因驱动
加州大学圣地亚哥分校杰出教授伊森·比尔是《自然通讯》研究的资深作者，也是加州大学圣地亚哥分校TIGS分校的科学主任，他说:“我们希望我们开发的灵活的设计特征能够广泛应用，使我们能够在不同的环境中控制昆虫媒介和害虫。”
“这些开创性的论文反映了巨大的努力和富有成效的跨加州大学的合作，展示了新的基因驱动结构，以减轻抗性等位基因的形成，同时为野生群体的修饰提供了安全可靠的方法，”加州大学圣地亚哥分校副教授奥马尔·阿克巴里说，他是eLife研究的资深作者
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