據國外媒體報道,加州大學河濱分校阿克巴里實驗室(Akbari lab)的研究人員培育出了一種新型紅眼黃蜂。此舉是爲了證明基因編輯工具CRISPR可成功運用在體型迷你的扁頭泥蜂(jewel wasps)身上,爲科學家提供了了解黃蜂生理特點的新途徑。例如,雄性黃蜂只需用一些“自私的基因”,便可確保自己的後代全部爲雄性。

 

  領導該研究團隊的昆蟲學助理教授奧馬爾·阿克巴里(Omar Akbari)指出,沒人知道部分雄性黃蜂是“如何殺死雌性黃蜂胚胎、只產生雄性後代”的。“要想弄清這一點,我們需要找到它們的父系性比超數染色體(paternal sex ratio chromosomes,簡稱PSR),也許我們可使PSR染色體的部分區域變異、從而判斷哪些基因對這一功能起到了關鍵作用。”

 

基因編輯培育出變種紅眼黃蜂:子孫也將擁有紅眼睛

  圖左爲正常扁頭泥蜂,圖右爲使用CRISPR技術培育出的紅眼扁頭泥蜂

  利用相對較新的CRISPR技術,科學家可將RNA和蛋白質等物質注入細胞內,從而尋找、剪切或修改DNA的特定片段,然後觀察修改後的DNA對生物體有何影響。

 

  阿克巴里此次研究的終極目標是,進一步瞭解黃蜂和其它昆蟲的生理特性,從而找到控制農業害蟲或傳染瘧疾等疾病害蟲的方法。但科學家首先要知道如何在這麼小的生物身上運用CRISPR技術。人們此前從未這麼做過,因爲這項任務看起來頗爲嚇人。扁頭泥蜂將卵產在麗蠅的蛹中,因此科學家要先把蛹剝開,才能看到其中小小的卵。

 

  這些卵有多小呢?假設麗蠅的卵袋約爲一顆豆子那麼大,那麼扁頭泥蜂的卵“只有一粒米的四分之一那麼大。我們需要將一顆小小的卵從較大的卵中拿出來,注入使DNA變異的物質,再將它放回較大的卵中,讓它孵化出來”。

 

  在阿克巴里的研究中,該團隊決定切除控制黃蜂眼睛顏色的基因(黃蜂的眼睛通常爲黑色)。“我們選取了一種效果明顯的基因。我們從之前的研究中得知,如果控制眼部色素的基因被切除,眼睛就會變成紅色,因此很適合開展基因編輯研究。”阿克巴里指出,“大大的、漂亮的紅色眼睛肯定不容忽視。”

 

  但這一工作並不容易。“你要用一根非常、非常細的針,在顯微鏡下操作,每個人要注射數千個胚胎。不過我們最終找到了一種可以切除目標DNA的方法,並證明了其可行性。”阿克巴里指出,該技術頗具挑戰性。“但可以通過學習掌握。你的雙手不能抖動,而且要對這種微小的操作有足夠的耐心。我們實驗室的博士後研究員Ming Li就出色地掌握了這一技術。”

 

  而他們培育出的紅眼黃蜂暫時還不能獲得自由。被切除的DNA使這一特徵可以遺傳下去,因此它們的子孫也將擁有紅眼睛。科學家希望有一支穩定的昆蟲家族用於研究,因此這對於他們來說再理想不過。

相關文章