遺伝子組み換えされたゼブラフィッシュとフルーツは水銀の上で大いに毒性を高めます

オーストラリアの科学者は、毒性のある水銀を吸収し、それをあまり有害でない形で環境に戻すことができる遺伝子組み換えフルーツハエとゼブラフィッシュのバイオエンジニアリングに成功しました。ブレークスルーは、ハエと魚を微生物に見られる解毒酵素のペアにさらすことで可能になり、修正されたハエと魚が水銀を摂取し、非修飾的ないとこよりもはるかに大きな速度で安全に変換することができました。調査結果は今週ジャーナルに掲載されました 自然コミュニケーション。

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しかし、調査結果は、ハエや魚以外のより広い意味を持つ可能性があります。試験動物からズームアウトすると、この実験は、環境に有害な水銀を早期に劣化させることが可能であることが証明されています。これらは、現代科学を使用して、環境毒素や戦闘疾患を減らすために野生に送り出すという究極の目標を持って、生物の遺伝子をわずかに変更する研究者の最新の例にすぎません。実際にこれらの科学実験を意味のある違いを生むことができる規模で展開するには、発見を促進する基礎となる科学よりも解決するのが難しい法的、倫理的、規制上の障壁を乗り越える必要があります。

水銀への曝露は危険であり、悪化しています

水銀は、地球の大気に放出される自然だが有毒な要素です。特に有毒な要素であるメチル水銀は、海洋の食物網を通り抜けるにつれて生体栽培されるため、人間にとって特に懸念があります。体内にメチルマーキュリーでより小さな水生生物を食べた魚を食べる人間は、ニューロトキシンのように作用する危険なレベルのメチル水銀にさらされる可能性があります。人間に摂取されると、メチルマーキュリーは簡単に排泄されることはなく、消化管、血液脳関門、胎盤をすばやく通過できます。また、水銀は自然に発生していますが、最近の研究では、金や炭鉱などの産業活動が水銀汚染をさらに悪化させていることが示されています。

マッコーリー大学の研究者とオーストラリアの合成生物学のアークセンターオブエクセレンスは、食品サイクルの早い段階でその生物蓄積プロセスを妨げる可能性のある生物を妨害する可能性があるかどうかを確認したいと考えていました。彼らは、2つの異なる被験者に落ち着きました：一般的な果実フライ（無脊椎動物）とゼブラフィッシュ（脊椎動物）。次に、これらのクリーチャーの胚に、多くの微生物に見られる酵素（有機腫瘍リアーゼ）とMera（水銀還元酵素）を注入しました。これらの酵素は、自然な解毒特性のために選択されました。メチル水銀にさらされると、酵素はメチル水銀のプロトン分解を触媒し、自然に毒性の低い元素水銀（HG0）に変換します。

ハエと魚の修正バージョンと非修正バージョンの両方が水銀にさらされました。結果は印象的でした。 3日後、遺伝子組み換えフルーツフライの幼虫は、対照群よりもメチル水銀が83％少ない。同様に、エンジニアリングされたゼブラフィッシュは、6日後に非修正対応者よりも64％低いレベルの有害水銀も示しました。どちらの場合も、修飾された動物は、毒性メチル水銀をはるかに少ない有毒元素水銀またはHG0に成功裏に変換しました。

「修正された動物をテストしたとき、彼らは体内に半分以下の水銀を持っているだけでなく、水銀の大部分がメチル水銀よりもはるかに生物学的に利用可能な形であることがわかりました」とマッコーリー大学の生物学者ケイト・テッパーは言いました声明。

「合成生物学を使用して、最も環境に有害な水銀を変換し、動物から蒸発させることができるのは、私にとってまだ魔法のように思えます」とテッパーは付け加えました。

野生で修正された動物を放出することは、意図しない結果を生み出すことができます

科学者が遺伝子組み換え動物を使用してより広い環境を再構築しようとしたのはこれが初めてではありません。何年もの間、研究者たちは、自己制限遺伝子を備えた修正された蚊を導入して、他の病気を運ぶ蚊と結合するために人口サイズを削減しています。研究者とスタートアップは、プラスチックをむしゃむしゃ食べるように遺伝子組み換えされた新しい細菌であることを望んでいます。いつか海洋汚染を削減し、人体に入るマイクロプラスチックを減らす役割を果たす可能性があります。 CRISPR-CAS9の最近の進歩により、科学者は以前よりもはるかに精度でDNA配列を変更することができます。

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しかし、技術的または科学的に可能であることは、可能であることと同じことではありません。遺伝子組み換え動物を大規模な自然環境に放出する大規模な努力は、意図した目標から転用するリスクも伴います。人間の長い歴史があり、非ネイティブ種を環境に導入し、他の集団を意図せずにdeするだけで、1つの目標を立てています。侵入種の可能性のある種に関するこれらの懸念は、導入されているクリーチャーがラボで編集された場合にさらに増幅される可能性があります。

少なくとも今のところは、水銀むき出しのハエと魚の背後にある研究者は同意しているようでした。彼らは、彼らの生物が本質的に制御できないことを確実にするためにいくつかの安全上の注意を払ったと言いますが、彼らは研究がまだ早く、誰もが幅広い展開について考える前にもっとテストする必要があると指摘しました。それでも、調査結果は、少なくとも理論的には、遺伝子編集を使用して現在既存の環境ジレンマを解決する可能性を示しています。