Дослідники створюють нові види мух на основі CRISPR як нового методу боротьби з поширенням генного драйву.
Генний драйв — це метод генної інженерії, який змінює гени таким чином, щоб вони не йшли за типовими правилам спадковості. Технології на основі CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats — короткі паліндромні повтори, регулярно розташовані групами) мають величезний потенціал для поліпшення здоров'я і безпеки людини, від викорінення хвороб до постачання збагаченими продуктами харчування. Зараз розробляються генні драйви на основі CRISPR, які призначені для поширення певних ознак серед популяцій комах, щоб зупинити передачу захворювань, таких як малярія і лихоманка денге, повідомляє Scitechdaily
Але багато вчених висловили стурбованість щодо неконтрольованого поширення генного драйву. Після потрапляння в дику природу складно запобігти неконтрольованому поширенню змінених генів серед комах.
Вчені з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго та їх колеги розробили генний драйв з вбудованим генетичним бар'єром, який призначений для утримання змінених генів під контролем. Під керівництвом молекулярного генетика Омара Акбарі дослідники створили синтетичні види мух, які після випуску в дику природу діють як генні драйви, але яких можна поширювати локально і при бажанні запустити процес назад.
Вчені описують свою розробку під назвою SPECIES (синтетичні постзиготні бар'єри, які використовують несумісність на основі CRISPR для створених видів) як інновацію, яку можна використовувати на інших видах, таких як комахи-переносники хвороб. Ще одним прикладом потенційного застосування SPECIES є поширення генного драйву, який обмежує кількість шкідників, що харчуються цінними продовольчими культурами.
"Генний драйв може поширюватися за межі намічених кордонів, і це важко контролювати. SPECIES пропонує спосіб дуже безпечного і оборотного контролю над популяціями комах", — говорить Акбарі, доцент кафедри біологічних наук Каліфорнійського університету в Сан-Дієго.
Працюючи з мухою Drosophila melanogaster, вчені використовували технології генетичного редагування CRISPR для розробки систем кодування мух SPECIES, які репродуктивно несумісні з дикими версіями D.melanogaster.
"Незважаючи на те, що видоутворення у природі відбувається постійно, створення нового штучного виду насправді є досить складним завданням для біоінженерії", — говорить співавтор дослідження Анна Бухман. "Принада SPECIES полягає у тому, що він спрощує процес, даючи нам певний набір інструментів, необхідних в будь-якому організмі для здійснення видоутворення".
За ідеєю, коли змінені SPECIES-комахи потрапляють в дику природу в достатній кількості, вони можуть контрольованим чином замінити всіх своїх диких побратимів у міру поширення. Використовуючи як приклад малярію, комарі можуть бути виведені з генетичним елементом, який робить їх нездатними передавати цю хворобу, говорять вчені.
"Ви можете поширювати протималярійні види комарів серед цільової групи контрольованим способом", — говорить Акбарі. "Це дає вам можливість при бажанні обмежити і звернути назад їх поширення".
"По суті, це дозволяє нам використовувати всю міць генного драйву, таких як усунення хвороб або захист рослин, без високого ризику неконтрольованого поширення модифікованих комах", — говорить Акбарі.