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如果病毒把寄生蜂的基因转到蝴蝶上,这算转基因吗?

科普小知识2021-12-16 19:34:30
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如果病毒把寄生蜂的基因转到蝴蝶上,这算转基因吗?

帝王蝶是转基因动物吗?(照片:路易斯·阿科斯塔/法新社/盖蒂)

这个问题的初衷是激励那些坚持“自然是好的”的人。北美洲的帝王蝶有独特的斑纹,以长距离迁徙而闻名。一个法国研究小组发现帝王蝶实际上是自然形成的转基因蝴蝶。

他们说寄生蜂的基因已经被一些共生病毒转移到几种蝴蝶身上,包括帝王蝶,这些病毒经常被寄生蜂用作生物武器。这的确是一项重大发现,但描述“自然形成的转基因蝴蝶”真的准确吗?

一些寄生蜂进化出一种非凡的方法,通过卵控制寄主毛虫。寄生蜂卵巢中的细胞产生数百万个病毒样颗粒,这些颗粒与卵一起被注入毛虫体内。这些病毒侵入毛毛虫的几乎所有细胞,并将病毒DNA转移到宿主细胞的基因组中。研究人员称之为茧蜂病毒。

普通病毒携带合成蛋白质的基因,这些蛋白质可以用来制造更多的病毒。但是这种茧蜂病毒完全不同。它可以关闭毛毛虫的免疫调节,使毛毛虫无法抵抗寄生蜂幼虫的入侵。

茧蜂病毒不再具有自我复制的能力,复制病毒颗粒的基因已经被整合到寄生蜂的基因组中。法国图尔大学的让-米歇尔·德雷森教授领导的团队在2009年发现了这一现象。换句话说,寄生蜂已经驯服了曾经不受约束的病毒,并把它们变成了非常复杂的生物武器。Drezen教授称之为共生病毒,但这些病毒样颗粒是否是病毒还有待观察。

隐形生物战

大约1亿年前,寄生蜂首次将茧蜂病毒用作生物武器。今天,地球上有成千上万的茧蜂。每只茧蜂对应一种特定的蝴蝶或蛾子,每只茧蜂携带一种独特的茧蜂病毒。

然而,仍然有错误。茧蜂有时会将卵注射到错误的宿主体内,这可能导致幼虫无法存活。在这种情况下,茧蜂病毒的基因将被整合到毛虫发育中的卵或精子的基因组中,并传给下一代。如果病毒基因在整合后能体现有利的特征,它们就能永远成为蝴蝶或蛾子基因组的一部分。

Drezen的团队发现这已经发生过很多次了。研究人员在蚕、两只粘虫蛾和帝王蝶身上发现了茧蜂病毒的DNA。帝王蝶的DNA已经存在了大约500万年。

Drezen认为这只是冰山一角,对其他种类蝴蝶和飞蛾的研究将给出更多的例子来支持这一说法。

如果病毒把寄生蜂的基因转到蝴蝶上,这算转基因吗?

“转基因”一直在发生

为什么这些病毒基因可以在自然选择中被保存下来,原因还不清楚。在粘虫中,这些转移的基因可能能够保护幼虫免受其他类型的病毒。

但是,这真的能像Drezen团队所说的那样,被用作证明“转基因蝴蝶自然形成”的证据吗?当你阅读这篇文章时,你也正在经历突变,这可能是由于DNA复制错误或被宇宙辐射击中的结果,尤其是在飞行时。

绝大多数突变是有害的,有些会导致癌症。

卵子和精子也会变异。我们每个人都有大约50个不同于父母的突变基因。所以,从广义上说,每个有机体的基因都会改变。

但Drezen教授认为,蝴蝶身上发生的变化就是我们通常所说的转基因,因为它们从其他物种那里获得了基因。许多转基因的反对者认为这种跨物种的基因交换违背了自然法则,非常危险。现在已经证明转基因在自然界非常普遍。例如,甘薯早在10,000年前就从一种能干扰基因的细菌中获得了DNA。

事实上,今年早些时候的论文也报道了人类在过去数百万年中以同样的方式获得了数十种基因。追溯到更遥远的进化史,物种间的基因交换是“自然法则”。

此外,基因工程专家现在已经开始使用一些天然的基因交换方法来进行转基因。例如,将基因转移到甘薯的细菌现在已经成为改善植物基因的标准工具。

因此,在狭义的转基因概念中,几乎所有生物都是“转基因的”。"我必须承认我不能否认这个事实。"Drezen教授这么说。他还承认,这种解释能引起许多人的兴趣——“它确实有效”

(蝌蚪君编译自新闻学家、翻译家喵,转载时必须注明蝌蚪的出处)。)