Новые стратегии борьбы с комарами и другими вредителями
Исследователи из Института молекулярной биологии и прикладной экологии Фраунгофера IME в Гиссене разрабатывают новые виды-специфичные стратегии для контроля вредителей без применения экологических токсинов.
Профессор Марк Ф. Шетелиг и его команда в LOEWE-Центре биотехнологии и биоресурсов насекомых работают над повышением эффективности техники стерильных насекомых (sterile insect technique, SIT) и её адаптацией для разных видов.
Генетический переключатель "вкл/выкл"
Высшим достижением Шетелига стала работа с дрозофилой сузуки (Drosophila suzukii) — уксусной мушкой, наносящей ущерб урожаю фруктов. Он разработал генетическую систему, которая приводит к гибели потомства мушек на эмбриональной стадии, если самцы с этой системой спариваются с природными самками.
Система включает переключатель, активируемый антибиотиком тетрациклином: питание с тетрациклином позволяет успешно разводить мух в лаборатории. «Новый метод не требует антибиотиков для выращивания личинок, и лишь небольшое количество нужно для взрослых мух. Таким образом, антибиотики не попадают в окружающую среду», — говорит Шетелиг.
Для массового разведения команда также внедрила в геном систему, вызывающую гибель всех самок на эмбриональной стадии. «Эта система селекции по полу значительно повышает эффективность массового разведения, так как мы выращиваем только самцов. Самок нужно отсеивать», — объясняет Шетелиг.
Сдерживание вирусов денге и Зика
Команда сейчас работает над переносом разработанных генетических систем на тигрового комара (Aedes aegypti). Ожидается, что применение SIT поможет остановить распространение этим комаром опасных вирусов: денге, Зика, желтой лихорадки, чикунгуньи и лихорадки Рифт-Валли.
Помимо изучения потенциала технологии, Шетелиг исследует риски выпуска трансгенных насекомых. В рамках проекта, финансируемого Немецким научно-исследовательским сообществом DFG, он изучает, насколько стабильна интеграция чужеродных генов в геномы и что происходит, когда генетически модифицированных насекомых поедают другие животные.
«Поскольку мы используем радиоактивное излучение для стерилизации самцов перед выпуском, мы уверены, что они не будут размножаться», — говорит Шетелиг. Он полагает, что технология, скорее всего, найдет широкое применение в странах, где уже есть правила выпуска генетически модифицированных организмов, например, в Южной Америке и отчасти в США.
Техника стерильных насекомых – как это работает?
Техника стерильных насекомых (SIT) использует армию бесплодных самцов насекомых в качестве оружия против их собственного вида. Поскольку стерильные самцы значительно превосходят по численности своих диких собратьев, большинство самок спаривается с ними и не дает потомства.
Бесплодных самцов разводят в крупных масштабах, например, в Гватемале или Испании. Стерилизация обычно проводится с помощью облучения. Из питомника насекомых транспортируют самолётом в целевую область, где выпускают миллионы особей.
Что происходит, когда генетически модифицированных мух съедают?
Профессор Марк Ф. Шетелиг уже несколько лет работает над этим вопросом. В рамках проекта мух скармливают рыбам, а ученые с помощью молекулярно-биологических технологий исследуют остатки в рыбах и их потомстве. После трех лет исследований ученые ни разу не обнаружили переноса ДНК мух к какой-либо из рыб. Это доказывает стабильность генома насекомых.