生物進化過程也有黑暗面？該如何消除

該若何消弭進化的暗中面

進化是生物學的基石，但它有時會威脅我們的健康，甚至我們的文明。那么我們該若何消弭進化的暗中一面？

進化的暗中一面

進化給地球帶來了各類各樣的生命，包羅我們人類。但生物的有些進化也有對人類晦氣的一面，并且從人類文明起頭的時辰，這些進化就給我們添麻煩了。例如在農業時代，農人用手工除雜草時，留下了少量長得像農作物的雜草，于是經由過程幾代的進化，長得像農作物的雜草變得越來越多。

在工業時代，有些進化已經當作為一個很大的問題。如幾乎在我們起頭利用青霉素治療傳染、滴滴涕殺死蚊子和除草劑覆滅雜草的時辰，這些生物的耐藥性就起頭呈現。原因很簡單：當我們試圖覆滅害蟲和病原體時，我們給它們施加了龐大的保存壓力，迫使它們要么滅亡、要么進化。若是一種毒藥不是完全有用的話，那些存活下來的個別可能會對它有一些抵當力,它們的兒女會擔當這種能力，一些兒女甚至會發生變異，使本身更有抵當力。在頻頻接觸毒藥的環境下，生物種群會敏捷進化出耐藥性。

例如，藥物華法林在1948年初次被用來殺老鼠，在10年之后很多老鼠就對華法林發生了耐藥性。至于細菌和病毒等能快速滋生的微生物，它們發生耐藥性的過程可能只需要幾天或幾個小時。

甚至在我們體內，有害的進化都在發生。癌癥就是細胞經由過程不竭進化獲得不受控增殖能力激發的疾病。細胞癌變后，它們不僅能抵當殺死它們的藥物，同時也能遁藏免疫系統的進犯，拐騙身體為它們供給食物和氧氣，并在身體內進行擴散。

進化也能詮釋為什么一些我們馴化或革新過的微生物有時會變得“不再聽話”。例如，脊髓灰質炎疫苗是一種毒性被減弱了的病毒，但它老是趨勢于進化當作本來能導致疾病的病毒。而用于食物制造和釀酒的酵母菌往往會跟著時候的推移而進化，很多酵母菌的發酵能力往往會降低。

已取得的勝利

那么我們該若何阻止這些我們不喜好的進化？

阻止進化，這聽起來可能有點傲慢自豪，但同有害進化斗爭的過程中，我們已經取得了一些勝利。

例如，用于治療艾滋病的雞從頭至尾酒療法就是一個典型的例子。雞從頭至尾酒療法就是將三種或三種以上的抗病毒藥物結合利用來治療艾滋病，這樣會使艾滋病病毒很難同時對這些藥物發生抗藥性。大夫們在上個宿世紀90年月起頭采用雞從頭至尾酒療法，耽誤了數百萬患者的生命。

有時，阻止這些生物的進化只需要將促使進化的情況壓力消弭就可以了。例如在日本，一種能讓水稻患上稻瘟病的真菌能在短短三年內就對一種新的殺菌劑發生了耐藥性。但當農人遏制利用殺菌劑后，這種耐藥真菌在四年內就消逝了。

甚至，有些時辰，要阻止一些生物的進化，完全沒有需要遏制利用殺蟲劑或殺菌劑，你只需要確保有一些沒有進化的害蟲能活下來。例如，玉米和棉花顛末轉基因后，可發生Bt卵白，可殺死很多害蟲，并且這種卵白對人體不起感化。然而，若是只蒔植這種轉基因農作物的話，那么在幾年內害蟲就會發生抗Bt卵白藥性。但若是農人選擇夾雜蒔植轉基因和非轉基因農作物，很多沒有進化的害蟲可以靠那些非轉基因的農作物活下來，并且它們與少量有耐藥性的害蟲交配后，凡是只有部門兒女擔當耐藥性。這樣，就能避免大量耐藥性害蟲的呈現，使轉基因農作物不受損掉。

停下有害進化的新手段

在全球，抗生素濫用的現象仍十分嚴重，導致耐藥細菌越來越多。說服人們不要過度利用抗生素是一件很難的工作。不外，一些研究人員找到了一種新的策略，來抵當這種細菌的進化。盡管聽起來很矛盾，但研究人員認為，我們可以利用兩種抗生素來應對細菌的耐藥性。

來自英國格拉斯哥大學的研究人員一向在試驗瓜代利用兩種感化機理完全不不異的抗生素來對于耐藥細菌。這樣，對一種抗生素有耐藥性的細菌隨后會被另一種抗生素殺死。他們的研究根基理念并不是新的，持久以來，瓜代利用分歧的農藥一向被用于防止農藥耐藥性的發生，但它以前從未應用于抗生素。研究人員正對這個法子進行優化，此外，他們還發現這種方式也有助于防止癌細胞變得具有耐藥性。

與此同時，名為“CRISPR/Cas9”的基因編纂手藝還能讓我們直接去影響進化。這種基因編纂手藝是操縱一種Cas9卵白和一個標的目的導RNA來完當作的。標的目的導RNA負責找到相匹配的DNA序列，找到后，Cas9卵白就會主動將這段序列切割下來。是以，有了恰當的標的目的導RNA，研究人員可以在不殺死細菌的環境下，用CRISPR/Cas9手藝去切割可發生耐藥性的DNA序列，以此來消弭耐藥性。

棘手的部門是把CRISPR/Cas9的相關物質放入細菌體內，但這可以經由過程被稱為噬菌體的病毒來實現。噬菌體是經由過程將本身的DNA注入細菌體內，來進行自我復制的。研究人員操縱基因工程手藝把可轉錄翻譯出CRISPR/Cas9相關物質的基因替代失落了噬菌體本身的DNA，這樣噬菌體在傳染細菌時，就能把CRISPR/Cas9相關的基因注入細菌體內。有幾家公司已經當作功地利用這種噬菌體來治療動物身上的耐藥細菌傳染，而人類臨床試驗可能很快就會實施。

但這種方式也有很大的局限性。起首，一種噬菌體只會傳染特心猿意馬的細菌，是以每種細菌傳染都必需心猿意馬制響應的噬菌體。此外，噬菌體不克不及在血液中存活，是以不克不及用于治療身體內部傳染——盡管它們可以用于外傷傳染和腸道傳染。

以色列特拉維夫大學的研究人員想到了一個新點子，他們但愿在細菌傳染人類之前，就用噬菌體消弭細菌的耐藥性。他們的初步打算是，將點竄事后的噬菌體添加到病院利用的噴霧潔凈劑中，以及大夫用來洗手的藥膏中。這樣，只要經常利用這些潔凈物品，里面的噬菌體就可以趁便感化于清洗時所碰到的耐藥性細菌。

預防有害進化的呈現

美國德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員則但愿預防有害進化的呈現。他們想知道，是否可以讓CRISPR/Cas9埋沒在細菌的基因組上，連結沉著，什么都不做，當呈現耐藥性等晦氣的進化時，就讓CRISPR/Cas9闡揚感化，粉碎響應的DNA序列。

于是，研究人員建立了一種CRISPR/Cas9，能專門覆滅大腸桿菌對利福平（一種抗生素）的耐藥性。接下來，他們將這個CRISPR/Cas9植入非耐藥性大腸桿菌的基因組上，然后把這些細菌打針到老鼠的腸道中，然后給老鼠服用利福平。同時，他們把通俗的大腸桿菌打針到對照組中老鼠的腸道中，然后也給它們服用利福平。幾天之內，在對照組中的老鼠體內，通俗的大腸桿菌很快就呈現了耐藥性，而那些被植入CRISPR/Cas9的大腸桿菌卻沒呈現任何耐藥性。

除了匹敵耐藥性以外，這些研究人員還但愿用此方式來阻止其他不需要的進化。例如，我們常用微生物來制造從啤酒到胰島素等各類各樣的物質，但跟著時候的推移，很多微生物發生了進化，掉去或降低了制造這些物質的能力。這是因為制造這些物質會耗損微生物很大的能量，影響它們的壽命，而其他那些“愛偷懶”的微生物卻能活得更好一些，于是顛末幾代滋生之后，有效的微生物大部門消逝了，剩下的都是“愛偷懶”的其他微生物。

德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員正在研制那些具有較低突變率的微生物。一種方式是，操縱CRISPR/Cas9去除基因組內那些對微生物的保存毫無影響的但卻輕易發生突變的DNA片段。

理論上，除了微生物以外，把CRISPR/Cas9相關的基因引入在其他生物體內也能闡揚感化，好比蚊子和老鼠，并想法子讓這種基因傳布到整個種群中，這樣可以來阻止它們對殺蟲劑或老鼠藥發生耐藥性。

CRISPR/Cas9有望以全新的體例解決進化的暗中面，但不管前面有幾多障礙，進化老是可以或許找到出路。例如，研究人員阻止了某種特心猿意馬的基因突變帶來的耐藥性，但該生物仍可以借助其他形式的基因突變，發生不異功能的耐藥性。所以說，CRISPR/Cas9并不是全能的，但與傳統藥物和殺蟲劑分歧的是，一旦碰到新的環境，你只需點竄CRISPR/Cas9中標的目的導RNA的堿基序列，使它能匹配新的基因突變的DNA序列，這樣CRISPR/Cas9就可以去覆滅新的基因突變。

但任何手藝都是一把雙刃劍，這種新的基因工程手藝是否還會帶來無法展望的后果？好比，被引入CRISPR/Cas9的生物擴散到野外情況中，是否會呈現意想不到的生物學災難？今朝來說，這還無法回覆。不管如何，有一件事是必定的：即使在我們匹敵進化的斗爭中有了新的兵器，這場沖突也不會永遠竣事。