Ученые создали новый вид генетически модифицированных мух

Генный драйв — это метод генной инженерии, который изменяет гены таким образом, чтобы они не следовали типичным правилам наследственности. Технологии на основе CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats - короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами) обладают огромным потенциалом для улучшения здоровья и безопасности человека, от искоренения болезней до снабжения обогащенными продуктами питания. Сейчас разрабатываются генные драйвы на основе CRISPR, которые предназначены для распространения определенных признаков среди популяций насекомых, чтобы остановить передачу заболеваний, таких как малярия и лихорадка денге, сообщает Scitechdaily

Но многие ученые выразили обеспокоенность по поводу неконтролируемого распространения генного драйва. После попадания в дикую природу сложно предотвратить неконтролируемое распространение измененных генов среди насекомых.

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего и их коллеги разработали генный драйв со встроенным генетическим барьером, который предназначен для удержания измененных генов под контролем. Под руководством молекулярного генетика Омара Акбари исследователи создали синтетические виды мух, которые после выпуска в дикую природу действуют как генные драйвы, но которых можно распространять локально и при желании запустить процесс вспять.

Ученые описывают свою разработку под названием SPECIES (синтетические постзиготные барьеры, использующие несовместимость на основе CRISPR для созданных видов) как инновацию, которую можна использовать на других видах, такие как насекомые-переносчики болезней. Еще одним примером потенциального применения SPECIES является распространение генного драйва, ограничивающего количество вредителей, питающихся ценными продовольственными культурами.

"Генный драйв может распространяться за пределы намеченных границ, и это трудно контролировать. SPECIES предлагает способ очень безопасного и обратимого контроля над популяциями насекомых", — говорит Акбари, доцент кафедры биологических наук Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Работая с мухой Drosophila melanogaster, ученые использовали технологии генетического редактирования CRISPR для разработки систем кодирования мух SPECIES, которые репродуктивно несовместимы с дикими версиями D. melanogaster.

"Несмотря на то, что видообразование в природе происходит постоянно, создание нового искусственного вида на самом деле является довольно сложной задачей для биоинженерии", — говорит соавтор исследования Анна Бухман. "Прелесть SPECIES заключается в том, что он упрощает процесс, давая нам определенный набор инструментов, необходимых в любом организме для осуществления видообразования".

По идее, когда измененные SPECIES-насекомые попадают в дикую природу в достаточном количестве, они могут контролируемым образом заменить всех своих диких собратьев по мере распространения. Используя в качестве примера малярию, комары могут быть выведены с генетическим элементом, который делает их неспособными передавать эту болезнь, говорят ученые.

"Вы можете распространять противомалярийные виды комаров среди целевой группы контролируемым способом", — говорит Акбари. "Это дает вам возможность при желании ограничить и обратить вспять их распространение".

"По сути, это позволяет нам использовать всю мощь генного драйва, таких как устранение болезней или защита растений, без высокого риска неконтролируемого распространения модифицированных насекомых", — говорит Акбари.