Исследователи создают новые виды мух на основе CRISPR в качестве нового метода генетического контроля их распространения.
Технологии на основе CRISPR предлагают огромный потенциал для здоровья и безопасности человека, от искоренения болезней до увеличения сельскохозяйственного производства. Например, разрабатываются генные диски * на основе CRISPR , предназначенные для распространения определенных признаков среди целевых групп населения, чтобы остановить передачу опасных заболеваний, таких как малярия и лихорадка денге.
* Генный драйв - это естественный процесс или технология генной инженерии, которая распространяет определенный набор генов по популяции путем изменения вероятности передачи определенного аллеля потомству вместо Менделя с вероятностью 50%.
Но многие ученые и специалисты по этике выразили обеспокоенность неконтролируемым распространением таких генных влечений. После распространения в дикой природе, как ученые могут предотвратить неконтролируемое распространение генетических побуждений среди популяций, такое как лесные пожары?
Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего и их коллеги разработали генную инженерию со встроенным генетическим барьером, призванным держать ГМ под контролем. Под руководством молекулярного генетика Омара Акбари исследователи разработали синтетические виды мух, которые при выпуске в достаточном количестве действуют как генные двигатели, которые могут распространяться локально и при необходимости обращать тенденцию вспять.
Ученые описывают развитие своих ВИДОВ , сокращение от «Синтетические постзиготные барьеры», «Использование несовместимости на основе CRISPR для инженерных видов», как доказательство того, что эта концепция может быть новаторской и применима к другим видам, таким как насекомые, переносчики болезней. Распространение генов, ограничивающих количество вредителей на ценных продовольственных культурах, является еще одним примером потенциального применения видов.
«Генное влечение потенциально может выйти за намеченные пределы, и его будет трудно контролировать. SPECIES предлагает очень безопасный и обратимый способ контролировать популяции », - объясняет Акбари, доцент биологических наук Университета Сан-Диего и ведущий автор статьи.
Идея создания ВИДОВ отражает формирование новых видов в природе. Поскольку представители вида разделяются со временем, например, из-за образования новой земли, разделения из-за землетрясения или другого геологического события, новый вид может в конечном итоге развиться из-за физической изоляции. Если новый вид в конечном итоге вернется к спариванию с исходным видом, он может произвести нежизнеспособное потомство из-за биологических изменений после деления в результате естественного явления, известного как репродуктивная изоляция.
Работая с мухой Drosophila melanogaster , исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего и коллеги из Калифорнийского технологического института, Калифорнийского университета в Беркли и Института инновационной геномики использовали технологии генетического редактирования CRISPR для разработки кормов, не содержащих ВИДЫ. кодирование мух, дикие версии Drosophila melanogaster .
«Хотя формирование видов происходит в природе последовательно, создание нового искусственного вида на самом деле представляет собой серьезную проблему для биоинженерии», - сказала Анна Бухман, ведущий автор статьи. «Прелесть подхода SPECIES в том, что он упрощает процесс, предоставляя нам набор инструментов, необходимых для каждого организма для достижения элегантного внешнего вида».
В целом, когда ВИДЫ распространены в дикой природе в достаточном количестве, они могут контролировать популяцию и заменять всех своих диких собратьев. Используя в качестве примера малярию, комаров ВИДА можно разводить с генетическим элементом, который делает их неспособными передавать малярию.
«Вы можете распространять ВИДЫ против малярии среди целевого населения ограниченным и контролируемым образом», - сказал Акбари. «Поскольку ВИДЫ несовместимы с дикими комарами, их популяции можно контролировать и сокращать, ограничив их пороговую популяцию менее 50%. Это позволяет вам ограничить и уменьшить их распространенность, если хотите ".
Поскольку барьер SPECIES действует как временная замена популяциям дикого типа, их количество может быть уменьшено путем повторного введения популяций дикого типа.
«По сути, это позволяет нам использовать всю мощь генных движений - таких как устранение болезней или защита сельскохозяйственных культур - без высокого риска неконтролируемого распространения», - сказал Акбари.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен