Ученые протестировали технологию, позволяющую вносить временные генетические изменения в комаров. Модификации со временем самоудаляются.
Механизм внесения временных генетических изменений может быть важен для ученых, надеющихся модифицировать комаров таким образом, чтобы помочь управлять популяциями и предотвращать трансмиссивные заболевания без постоянного изменения генетического состава диких популяций.
Статья с подробным описанием результатов их испытаний "Инженерия самоликвидирующегося трансгена у комара желтой лихорадки Aedes aegypti" была опубликована в журнале PNAS Nexus. Авторы описывают метод программирования удаления отредактированных генов в популяциях комаров на протяжении нескольких поколений. Этот метод является первым шагом к созданию гарантий для генетических модификаций, разработанных для контроля популяций комаров и переносимых ими заболеваний. По словам соавтора работы Зака Адельмана, идея заключается в том, чтобы проверить предлагаемые изменения, не делая их постоянными и не рискуя передать их диким популяциям.
"Есть много экологических вопросов, на которые мы не знаем ответов, и когда вы тестируете технологию, вы не хотите попасть в ситуацию, когда вам придется сказать контролирующему органу или общественности, что "если случится что-то плохое, то нам просто не повезло", - говорит Адельман. "Этот механизм - о том, как нам вернуться к нормальной жизни, если эксперимент закончится или не закончится так, как мы ожидаем".
По словам Адельмана, для предотвращения заболеваний, передаваемых комарами, разрабатываются подходы, основанные на генетическом контроле популяций насекомых. Однако многие из этих стратегий основаны на высокоинвазивных, самораспространяющихся трансгенах, которые могут быстро распространить признак в другие популяции комаров. Адельман руководил экспериментами с комарами Aedes aegypti, которые являются известными переносчиками заболеваний. Используя преимущества одной из форм репарации ДНК, он встроил дублированный участок генетического кода вместе с двумя генами флуоресцентных белков в середину гена, важного для пигмента глаз.
В результате был получен белоглазый комар, а также красная и зеленая флуоресценция в глазах и теле. В сочетании с сайт-специфической нуклеазой, которая необходима для многих аспектов восстановления ДНК, они действовали как точный набор молекулярных ножниц, которые могли разрезать последовательности трансгенов. В течение нескольких поколений комары восстанавливали свой нормальный глазной пигмент и теряли измененные гены.
Адельман утверждает, что эта работа является доказательством того, что ученые могут делать две важные вещи - удалять трансгены, помещенные в комаров, и восстанавливать поврежденные гены.
"Многие группы разрабатывают генетические методы контроля популяции комаров", - отметил Адельман. "Наш метод обеспечивает тормозную систему, которая может восстановить сиквенсы в дикой природе". Он также добавляет, что создание саморедактирующегося трансгена - это первый шаг в более длительном процессе. Геномом комара нелегко манипулировать, и этот прорыв стал кульминацией примерно шести лет экспериментальной работы.
Эта первая публикация начинает решать проблемы, связанные с генетической модификацией диких популяций. По мере развития технологий генетической модификации Адельман считает, что этот механизм позволит исследователям более безопасно оценивать последствия изменений в окружающей среде и на других животных, кроме комаров. "Это высококонсервативные генетические пути, и есть все основания полагать, что этот метод может быть применен к разнообразным организмам", - отмечает он.
Ученые надеются расширить применение своего открытия в контексте высокоактивного генного драйва. Они надеются, что их метод будет полезен генетикам и поможет расширить границы генетических исследований.
