我们知道基因是人类遗传的关键，基因支撑着生命的基本结构和表现。它储存了生命生长和凋亡的所有信息。所以，孩子很容易遗传父母的某些特征，不仅是外貌，甚至是性格。这就是自然选择的作用。但是，有什么办法可以改变下一代的基因信息呢？其实是有的，比如基因驱动。

基因驱动用一个新的基因代替一个天然基因，然后代代相传。基因驱动是一种基因工程技术，通过改变基因使其不遵循典型的遗传规律。基因驱动大大增加了特定基因群传递给下一代的可能性，这使得这些基因能够在种群中快速传播，并超越自然选择。因为CRISPR-Cas9是一种利用细菌编辑基因的技术，所以研究人员构建基因驱动器越来越容易。

有了基因驱动技术，你可以改变进化轨迹。伦敦帝国理工学院的遗传学家安德里亚克里斯蒂说。这可能是消除疟疾引起的蚊子等有害物种的有效方法。然而，科学家们仍在试图确定使用基因驱动来消除整个物种的更广泛的生态和环境影响。

基因驱动是如何工作的？

基因驱动由三个关键部分组成：你要传播的基因；能切割DNA的Cas9酶；和一个可预测的DNA序列CRISPR，它识别酶应该在哪里切割。基因驱动就是把编码这三种元素的遗传物质插入动物的DNA中，而不是你想替换的两条染色体上的自然发生的基因。

"基因驱动的力量在于它扰乱了遗传规律。克里斯蒂说。在正常的遗传中，任何特定的基因都有50%的机会从父母传给后代。基因驱动技术将50%的几率变成了近100%的保证。

当具有基因驱动包的动物与没有基因驱动包的动物交配时，它们的后代从父母任何一方获得一份DNA副本：自然版本和基因驱动版本。当精子和卵子相遇，来自不同父母的染色体第一次排成一行时，基因驱动DNA中的CRISPR被激活。它能识别对侧染色体上的天然基因拷贝，并在胚胎发育前引导DNA切割酶Cas9切割出天然拷贝。

一旦天然基因受损，细胞的特殊修复机制就会启动。修复机器恢复了丢失的DNA，但它使用完整的染色体(携带基因驱动程序的染色体)作为模板。所以当修复完成后，两条染色体都携带了一个基因驱动的拷贝。从那时起，每个细胞中会有两个基因驱动的副本，动物会将基因驱动传递给下一代。

所以这个过程还在继续。这种驱动力每传递一次，CRISPR就会切断基因的自然版本，细胞修复机制就会介入，基因驱动力的一个副本就会变成两个。在短短几代人的时间里，新基因在人群中变得无处不在，有时完全取代了自然产生的基因。

2018年

基因驱动蚊子

，克里斯蒂和他的同事在《自然生物技术》期刊上发表了一项研究，描述了基因驱动技术如何导致冈比亚按蚊种群的崩溃，这是一种引起疟疾的蚊子物种。研究小组建立了一种基因驱动的机制，可以改变与性别相关的基因，扰乱女性的生育能力。在不到七代的时间里，女性生育基因受损的基因驱动力扩散到了100%的受试者。这个物种无法交配，种群数量直线下降。一些研究人员认为，这可能是根除疟疾的最终方法。根据世界卫生组织的数据，疟疾是一种残酷的疾病，2018年导致2.8亿人患病，40.5万人死亡。

克里斯坦蒂说，基因驱动的方法是一种独特的、负担得起的和可持续的消灭疟蚊的方法。他说，杀虫剂和环境管理等其他方法虽然有效，但成本极高，远远超过许多国家的经济能力。基因驱动让遗传特征从少数个体扩散到一个群体，从根本上解决了可持续性的问题。但灭绝整个物种是一件大事，在自然界实施基因驱动并不是一个容易的决定。

基因驱动危险吗？

科学家们正试图预测消除一种有害物种对生态系统其他部分可能造成的后果。利用基因驱动消灭疟蚊似乎是影响最小的计划。北卡罗来纳州立大学进化生物学家弗雷德古尔德(FredGould)表示，到目前为止，生态测试表明，当一只蚊子被消灭时，生态系统不会崩溃。

其他基因驱动项目的生态效应更难区分。例如，根据2016年《美国国家科学院院刊》发表的一项研究，保护主义者和遗传学家正在研究一种可以灭绝入侵岛屿啮齿动物的基因驱动，因为入侵岛屿啮齿动物与75种本地物种的灭绝有关。

但是，通过基因驱动杀死啮齿动物，可能会比杀死蚊子带来更大的生态风险。如果基因驱动的啮齿类动物曾经逃离岛屿，回到它们的自然栖息地，比如北美，这种驱动可以毁灭老鼠，因为它们是生态系统的重要组成部分，啮齿类动物的消失可能会导致生态系统的崩溃。

为此，科学家们一直在研究一种只适用于生活在岛上的老鼠的策略。地理上不同的群体通常携带相同基因或等位基因的变体，这是他们当地群体所特有的。如果科学家能够识别出他们想要根除的特定人群的等位基因，那么他们就可以创造出特定人群的基因驱动因子。这种驱动力只会传播到携带这种特定等位基因的个体；没有这个特定的等位基因，这个驱动力就无法在个体中发挥作用。

此外，一些科学家正在研究潜在的修复计划或策略，以便在出现意外结果时从环境中移除基因驱动因素。虽然利用基因驱动来保护人类健康和恢复生态平衡的概念很有前景，但研究这项技术的意义和有效性还有很长的路要走。