美国加州大学河滨分校的昆虫学家 Omar Akbari 每天上下班都需要穿过六扇铁门，包括一间隔离室。之所以会受到如此严苛的监管，只是因为他正在研究世界上杀伤力最大的生物：埃及伊蚊（Aedes aegypti）。每年，全世界都有数百万人会因为埃及伊蚊所传染的疾病而死亡。而 Akbari 所研究的这种实验性昆虫意外泄露的后果会是灾难性的，这也就不难解释那严格的安保措施了。

      Akbari 不仅在研究蚊子，他还在研究如何在蚊子的体内加入“自毁基因”。Akbari 所研究的技术叫“基因驱动”。我们可以把它想象为一种主动驱动进化的方式，强制一种基因变化在数代之内就扩散到整个族群当中。科学家认为，此技术将成为消灭疟疾、登革热以及寨卡等由蚊子传染的疾病的重要工具。但是美国国防部却把它视为一个可能威胁到国家安全的技术。

      去年，美国国防部前任国防情报局负责人 James Clapper 将基因修改技术列入“大规模杀伤性武器”的威胁名单。在今年 7 月，美国国防部高级研究计划局（DARPA）则为包括 Akbari 在内的 7 队科学家们提供了为期四年、总额 6500 万美元的合同，要求他们对基因修改技术进行研究。而这也让 DARPA 成为了全球在基因驱动技术研究方面最大的政府投资方。这笔投资中的绝大多数将会用于设计更安全的系统，以及可以抵抗或逆基因驱动产品的工具，防止有一天这种技术有意或无意地被释放到野外。

      基因修改的危险并不仅仅在于道德层次，其很有可能远超科学家的想象。四年前，当哈佛生物学家 Kevin Esvelt 首次提出用新发明的 CRISPR 基因编辑技术来创造基因驱动技术时，他主要是想避免物种灭绝。即通过在入侵物种中扩散降低繁殖率的基因，来减少它们与濒危物种的资源竞争，避免濒危物种走向灭绝。该想法在保育生物学界大受欢迎：保育生物学家目前正在考虑使用基因驱动来保护夏威夷、新西兰以及法拉隆群岛的本土鸟种。但是 Esvelt 却开始表示他们应该放慢他们的脚步，三思而后行。

      他的转变来自于他与他的团队上周四 发表 在 bioRxiv 的一个数学模型。在考虑到 CRISPR 的失败率和抵抗突变出现的几率等多种变数后，他们的模型显示，基因驱动很可能有着巨大的侵略性。仅仅几个经过基因修改的生物就很有可能不可逆转的改变一个生态圈。虽然 Esvelt 并不认为这种技术的本质是有危险的，但是他开始 呼吁 人们需要谨慎使用基因修改技术。

      “基因驱动技术的首要风险是社会性的”，他说道，“不道德的私自研究，无端的恐惧，或者未经允许擅自释放基因驱动都会损伤公众对科学和政府的信任”。他还认为基因驱动可以拯救濒危物种，消灭致命的疾病；但研究人员首先需要发明出安全的使用方式。而这则是 DARPA 资金的重要之处了。

      在不久之前，基因驱动还属于理论中的技术，但是在 DARPA 的资助下，Esvelt 和 Akbari 等科学家们已经开始将它们变成现实，进行测试了。这就需要科学家们从授精时就将其 DNA 进行修改。而在上周二《美国国家科学院院刊》的 一篇论文 中，Akbari 首次创造出被 CAS9 核酸酶修改过的埃及伊蚊。

      CAS9 是 CRISPR 基因修改技术中的基因删减手段。所以 Akbari 的团队仅需在蚊子胚胎中注入一点引导核糖核酸（RNA），CAS9 就会自动将目标基因“剪掉”。当他们剪掉一点色素基因后，蚊子就从黑色变成了黄色。剪掉翅膀生长基因怎么样？“无翅蚊子”就此诞生了，人类再也不怕被蚊子咬的满脸是包了。

      这些修改仅是为了展示 CAS9 的威力。但体内含有 CAS9 的蚊子将会是我们研究如何减少蚊群数量的一大利器。据科学家的推测，我们目前只了解埃及伊蚊大约 5% 的基因。也就是说我们并不知道埃及伊蚊绝大多数基因到底是干什么的。如今，我们可以一点点的测试每个基因组的具体表现方式了。也许科学家们会发现让蚊子成为疟疾宿主的那段基因，或者让它们喜欢人血的那段基因。不论如何，他们的目的就是在对蚊子以及蚊子所在的生态圈影响最小的情况下消灭疾病。

      除了推动对蚊子生理的研究之外，这些研究成果还会成为更有效的基因驱动技术的基石。基本的基因驱动技术需要在同个地点将 CAS9 和引导 RNA 表现出来，而这很可能导致基因驱动系统变得难以控制，侵略性过强。所以我们需要将这两者在基因组之间进行隔离。而这正是 Akbari 正在研究的手段：一种毒性更小的名为拆分基因驱动的版本。

      他的团队正在对体内已经含有引导 RNA 的蚊子进行 CAS9 培育。“保持驱动的扩散的唯一方式就是在蚊群中持续释放 CAS9”，Akbari 说道，“这将导致它在实验室内可控，在野外也会自我受限，因为它将依赖 CAS9 的存在，而 CAS9 则会以孟德尔定律进行遗传。”

      Esvelt 则正在线虫身上测试另外一种实现这种控制的手段：“菊链驱动”。它像是为线虫提供一个会自我消耗的基因燃料：线虫体内的基因驱动会被分为三段以上并形成菊链。这种修改会在刚刚注入时迅速扩散，但是在一段时间后就会自我消失。结果就是对当地物种的一段临时可控基因修改。

      其他由 DARPA 资助的团队则在研究如何逆止这种技术，以防它的意外泄露或者成为生物武器。博德研究所（Broad Institute）和哈佛医学院的研究团队正在寻找组建可以阻挡 CRISPR/CAS9 和 Talens 这些基因修改工具的化学物质。加州大学伯克利分校的 Jennifer Doudna 团队则在寻找可以抑制基因修改行为的“反 CRISPR 蛋白”，但这也可用于设计“防反抗基因驱动”。

      虽然有些人担忧美国国防部涉入基因修改技术很有可能导致经过基因修改的武器化蚊子的出现，但是 Esvelt 确认为，国防部的支持是目前唯一一种安全研究基因驱动技术的方式。

      由 DARPA 资助的项目明文禁止释放基因修改生物，并要求研究人员在严格的生防环境内进行工作（这也是 Akbari 上下班都需要穿过六扇门的原因）。也许有一天，会有分子工具让研究人员毫无顾虑的出入工作。但是目前，这六扇门还是他们的基因驱动蚊子与大自然之间最可靠的屏障。