基因修改的蟑螂誕生
本周一（16），科學家宣布研究出簡單又便宜的基因編輯方法，可以用來編輯生活中大多數昆蟲的基因。
這項技術由日本京都大學（Kyoto University）的科學團隊研發，他們首次嘗試以CRISPR-Cas9的技術成功編輯了蟑螂的基因體，誕生了首隻「基因剔除蟑螂」（knockout cockroaches）。該研究成果發布於在生命科學期刊《細胞報導方法》（Cell Reports Methods）上。
京都大学からのプレスリリースはこちらです。https://t.co/S9SMh2UGnK
圖為京都大學科學團隊基因編輯蟑螂時採用的新方法，將遺傳物質注射進雌性蟑螂的體內，而不是蟑螂的受精卵中，達到基因操作。
CRISPR基因剪刀
CRISPR-Cas9通常簡稱為CRISPR，又被稱為基因剪刀，是近十年發明的著名技術。透過Cas9蛋白質精準地切割生物體內選定的DNA序列，並引入人工合成的DNA，藉此達成基因編輯的目標。
這個革命性的編輯基因工具為癌症、遺傳性疾病、異種器官移植的療法帶來嶄新的突破，發現這個技術的兩位科學家——夏彭緹耶（Emmanuelle Charpentier）與道納（Jennifer Doudna），也在2020年榮獲諾貝爾化學獎。
以往昆蟲基因編輯 難上加難
CRISPR的技術迄今已大量應用在許多生物實驗上，例如，科學家研究出帶有抗瘧疾基因的蚊子，並能將這個基因傳遞給下一代，期盼一勞永逸地遏制瘧疾。不過，CRISPR這個技術應用到昆蟲身上時卻遇到諸多的限制，因為科學家如果想編輯昆蟲的基因，就必須將遺傳物質（genetic materials）注射進昆蟲的胚胎裡，而有些昆蟲的胚胎天生受到了硬殼的保護，像是蟑螂的卵就被一層堅硬的外殼防護。當科學家想對某些昆蟲進行基因編輯時，往往費時費力，有時也束手無策。
為基因工程帶來曙光
京都大學以CRISPR為基礎，開發出了新的方法，可以繞過大部分昆蟲卵所帶來的限制，而將基因編輯的技術成功用在生活中約90％的昆蟲上。
「某種意義上，研究人員總算能擺脫昆蟲卵難以被注射的煩惱，我們將能更自由地編輯昆蟲的基因體。」參與此次研究的京都大學農學研究所教授大門高明說道。
從雌性蟑螂下手
京都大學的新方法稱為「直接親本CRISPR」（direct parental CRISPR），簡稱DIPA-CRISPR。過去，科學家要努力想辦法把遺傳物質注射進昆蟲卵，但京都大學的研究人員所採用的方式，則是直接將遺傳物質注射進成年的雌性蟑螂的血腔（haemocoel）內。
透過這種方法，當雌性蟑螂體內注入遺傳物質後，牠所孕育的蟑螂卵便會生出基因編輯過的蟑螂後代，而這個編輯過的基因也會隨著後代的交配，繼續傳遞下去。
出現了 白色的眼睛
此次研究的主要作者、京都大學研究人員白井雄在研究中寫道，他們將帶有白色眼睛的基因注入俗稱德國蟑螂的德國姬蠊（Blattella germanica）身上，並觀察到出生的德國蟑螂後代有21.8％出現白色眼睛的特徵。
白井雄的團隊隨後把同樣的方法應用在一種紅色的麵粉蟲——擬榖盜（Tribolium castaneum）上，並得出50％的後代身上出現基因編輯後的樣態。
與昆蟲一起迎向光明的未來
DIPA-CRISPR的方法替研究昆蟲基因工程的道路上，開闢了一條新的途徑。京都大學的科學團隊期盼這個方法對農業害蟲與控制上有更多幫助，也可以協助一些發展中的國家，開發出可食用的昆蟲。
不忘最後的小小叮嚀
不過，也由於這種新的方法過於簡單且更加的方便，大門高明敦促未來的科學家們在使用這個方法時務必嚴格遵守規範，必須在完全封閉的實驗環境中進行，避免基因編輯過的昆蟲逃跑。