Но многие ученые и специалисты по этике выразили обеспокоенность по поводу неконтролируемого распространения генных побуждений. После развертывания в дикой природе, как ученые могут предотвратить неконтролируемое распространение генного драйва среди населения, как лесные пожары??
Теперь ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего и их коллеги разработали генный драйв со встроенным генетическим барьером, который предназначен для удержания влечения под контролем. Под руководством молекулярного генетика Омара Акбари исследователи создали синтетические виды мух, которые после выпуска в достаточном количестве действуют как генные двигатели, которые могут распространяться локально и при желании быть обращены вспять.
Ученые описывают разработку своих ВИДОВ (синтетические постзиготные барьеры, использующие несовместимость на основе CRISPR для инженерных видов) как доказательную инновацию, которая может быть перенесена на другие виды, такие как переносчики болезней насекомых. Распространение генов, ограничивающих количество вредителей, питающихся ценными продовольственными культурами, является еще одним примером потенциального применения ВИДОВ.
"Генное влечение потенциально может распространиться за пределы намеченных границ, и его трудно контролировать.
SPECIES предлагает способ очень безопасного и обратимого контроля над популяциями ", – сказал Акбари, доцент Отделения биологических наук Калифорнийского университета в Сан-Диего и старший автор статьи, опубликованной в журнале Nature Communications.
Идея создания ВИДОВ отражает формирование новых видов в природе. Поскольку представители одного вида со временем отделяются друг от друга, например, из-за нового образования суши, землетрясения или другого геологического события, новый вид в конечном итоге может развиться из-за физического разъединения. Если новый вид в конечном итоге вернется к спариванию с исходным видом, он может произвести нежизнеспособное потомство из-за биологических изменений, последовавших за разделением в результате естественного явления, известного как репродуктивная изоляция.
Работая с видами мух Drosophila melanogaster, исследователи Калифорнийского технологического института в Сан-Диего и их коллеги из Калифорнийского технологического института, Калифорнийского университета в Беркли и Института инновационной геномики использовали технологии генетического редактирования CRISPR для разработки систем кодирования мух SPECIES, которые репродуктивно несовместимы с дикими версиями D. меланогастр.
«Несмотря на то, что видообразование в природе происходит постоянно, создание нового искусственного вида на самом деле является довольно сложной задачей для биоинженерии», – сказала Анна Бухман, ведущий автор статьи. "Прелесть подхода ВИДОВ состоит в том, что он упрощает процесс, давая нам определенный набор инструментов, которые нам нужны в любом организме, чтобы элегантно вызвать видообразование."
Концептуально, когда ВИДЫ размещаются в дикой природе в достаточном количестве, они могут контролируемым образом перемещаться через популяцию и заменять всех своих диких собратьев по мере их распространения.
На примере малярии можно вывести комаров ВИДА с генетическим элементом, который делает их неспособными передавать малярию.
«Вы можете распространять противомалярийные ВИДЫ среди целевой группы ограничиваемым и контролируемым способом», – сказал Акбари. "Поскольку ВИДЫ несовместимы с комарами дикого типа, их популяции можно контролировать и обращать вспять, ограничив их пороговую популяцию ниже 50 процентов. Это дает вам возможность при желании ограничить и обратить вспять распространение."
Поскольку барьер ВИДОВ завершает свою роль во временном замещении популяций дикого типа, их количество может быть уменьшено за счет повторного введения популяций дикого типа.
«По сути, это позволяет нам использовать всю мощь генных побуждений, таких как устранение болезней или защита растений, без высокого риска неконтролируемого распространения», – сказал Акбари.
Соавторы статьи: Анна Бухман, Исайя Шрайнер (бывший студент Калифорнийского университета в Сан-Диего), Тинг Ян, Джунру Лю (нынешний аспирант биологических наук), Игорь Антошечкин, Джон Маршалл, Майкл Перри и Омар Акбари.