Genetycznie zmutowane szczury sposobem na zwalczanie szkodników w XXI wieku

A może jest lepszy sposób na kontrolowanie ich liczebności. W grudniu 2017 r. szkoccy naukowcy poinformowali o opracowaniu dwóch sposobów na zaburzenie płodności samic szczurów i myszy, bazując na podobnym, przetestowanym już laboratoryjnie podejściu do eliminowania przenoszących malarię komarów.

Z zamiarem udoskonalenia swoich osiągnięć, naukowcy z Roslin Institute przy Uniwersytecie Edynburskim pracują nad nowym narzędziem, wykorzystując technologię edycji genów CRISPR. Skrót CRISPR pochodzi od angielskiej nazwy Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats – czyli regularnie powtarzających się elementów DNA, które powstały jako pradawny bakteryjny system obrony przed inwazjami wirusów. Edycja genów polega na precyzyjnym odcinaniu, niczym za pomocą molekularnych nożyc, i wklejaniu odcinków DNA z użyciem wyspecjalizowanych białek – opracowany przez naukowców proces zainspirowany naturą.

Za pomocą edycji genów zespół analizuje rozwiązanie zwane „napędem genowym” jako sposób na rozpowszechnienie niepłodności wśród szczurów i myszy. Technika ta sprawdza się już w kontrolowaniu komarów. Napęd genowy to skuteczny sposób na zapewnienie, by konkretną cechę genetyczną dziedziczyło całe potomstwo. Oznacza to, że dany gen może rozprzestrzenić się w całej populacji w ciągu kilku pokoleń.

Obecnie do zwalczania komarów stosuje się na niektórych obszarach starsze podejście zwane technologią sterylizacji owadów. Dział Oxitec spółki Intrexon wprowadził już w Brazylii wysterylizowane samce komarów, których potomstwo ginie za młodu. Ponieważ jednak osobniki wprowadzone przez Oxitec przeżywają tylko w pierwszym pokoleniu, aby przeważyć nad dzikimi osobnikami potrzebne są ich ogromne ilości.

Wyniki finansowanego ze środków UE projektu INTEGRA, nad którym prace już dobiegły końca, wykorzystywane są teraz w badaniach oceniających skutki wstawienia kodu „niszczarka x” do DNA samców szczurów. Spowodowałoby to zniszczenie chromosomów „x” w ich spermie, przez co mogłyby przekazywać tylko chromosom „y”, a więc ich potomstwem byłyby tylko samce. Przy stale spadającej liczbie samic, w końcu populacja musiałaby się zmniejszyć.

Przed wypuszczeniem na wolność, gdzie mogłyby parzyć się z rodzimą populacją, doświadczalne osobniki byłyby modyfikowane genetycznie w laboratorium. Profesor Bruce Whitelaw ze współpracownikami, który opisał swoje prace nad gryzoniami w czasopiśmie »Trends in Biotechnology«, ma nadzieję, że kolejnym krokiem będzie stworzenie samoograniczających się napędów genowych, które wypalałyby się po określonej liczbie pokoleń. Udane wdrożenie tej technologii oznaczałoby, że stosowanie trutek, pestycydów i innych chemikaliów stałoby się zbyteczne.

Celem projektu INTEGRA (New tools for genetic engineering using targeted integration vectors application to agronomy food safety and gene therapy) było opracowanie nowych narzędzi inżynierii genetycznej, które umożliwiłyby celowaną integrację transgenu w genomie danego organizmu eukariotycznego. Partnerzy projektu mieli nadzieję, że wywrze to widoczny wpływ na badania podstawowe i stosowane, zwłaszcza w farmacji, agronomii i naukach o żywności.

Więcej informacji:
witryna projektu