Инженерные ген-драйвы и будущее
Инженерные ген-драйвы, способные распространять желательные гены в диких популяциях или подавлять вредные виды, привлекают внимание из-за потенциала в контроле организмов, например, комаров, переносящих вирусы Зика, малярию и лихорадку денге.
Технология редактирования генов CRISPR может ускорить и улучшить разработку таких систем.
В обзоре энтомолог из Калифорнийского университета в Риверсайде проанализировал различные системы ген-драйвов, их плюсы, минусы, области применения, а также вопросы безопасности и регулирования.
«Несмотря на все потенциальные преимущества ген-драйвов, они остаются малоизученными», — отметил Омар Акбари, доцент энтомологии и ведущий автор статьи «Cheating evolution: engineering gene drives to manipulate the fate of wild populations» в журнале Nature Review Genetics.
Идея редактирования генов для решения проблем общественного и экологического здоровья обсуждается с 1940-х годов. Однако функционирующие в диких популяциях ген-драйвы были созданы лишь для немногих организмов: дрожжей, плодовой мушки и двух видов комаров.
Сочетание ген-драйвов и CRISPR может привести к созданию новых стратегий для:
- Сокращения или ликвидации болезней, переносимых насекомыми.
- Устранения инвазивных видов.
- Преодоления устойчивости к инсектицидам и гербицидам.
В статье рассмотрены несколько типов ген-драйвов:
- На основе гоминга (homing-based drives).
- Сцепленные с полом мейотические драйвы (sex-linked meiotic drives).
- Системы MEDEA и underdominance.
Они классифицируются по:
- Скорости распространения.
- Видовой специфичности.
- Влиянию на приспособленность (fitness cost).
- Устойчивости к резистентности.
- Возможности удаления или обратимости.
Также драйвы делятся на:
- «Модифицирующие» (modification drive) — распространяют полезный признак в популяции.
- «Подавляющие» (suppression drive) — сокращают численность целевого вида.
Вопросы безопасности и регулирования включают риски:
- Вызывания вымирания видов.
- Распространения за пределы целевой географической зоны или вида.
- Злонамеренного использования (биотерроризм, экономический ущерб).
Национальная академия наук США созвала комиссию для оценки опасностей и разработки рекомендаций по безопасному использованию ген-драйвов. Специального законодательства для них пока нет, и их применение требует согласия местного сообщества.
«Полная прозрачность и раннее вовлечение общественности будут иметь решающее значение для их одобрения», — заключают авторы.