Генные драйвы могут подавлять популяции комаров, но появляются устойчивые особи

Исследователи успешно создали генный драйв для снижения фертильности самок комаров, распространяющих малярию, но постепенно возникли мутации, блокирующие распространение новых генов. Тони Нолан из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) и его коллеги сообщают об этих результатах в новой статье в PLOS Genetics.

Генные драйвы обладают огромным потенциалом для контроля насекомых, переносящих болезни или уничтожающих урожай, путем изменения генов таким образом, чтобы сократить численность популяции или предотвратить распространение паразита, вируса или бактерии. В синтетических генных драйвах ученые конструируют гены, которые быстро распространяются в популяции, потому что они предпочтительно наследуются потомством, даже если оказывают негативное воздействие на насекомое. Нолан и его коллеги ранее создали синтетический генный драйв у содержащихся в неволе комаров Anopheles gambiae, нацелившись на гены, участвующие в производстве яиц, чтобы сократить количество потомства.

Они использовали технологию редактирования генов CRISPR/Cas9, чтобы скопировать генный драйв на обе хромосомы во время образования сперматозоидов и яйцеклеток, чтобы большинство потомства унаследовало созданную генетическую черту. Всего за четыре поколения новые гены распространились по популяции комаров. Однако по мере продолжения работы генного драйва постепенно возникали мутации, которые блокировали копирование сконструированных генов, что восстанавливало фертильность самок.

Это исследование первым задокументировало появление мутаций, делающих комаров устойчивыми к генному драйву, в результате естественного отбора. Эти результаты позволят исследователям лучше прогнозировать ход работы генного драйва и улучшить дизайн будущих генных драйвов, чтобы снизить вероятность возникновения устойчивости.

Тони Нолан добавляет: «Сокращение численности комаров-переносчиков на сегодняшний день является наиболее эффективным инструментом для борьбы с малярией, поэтому самоподдерживающиеся генные драйвы, разработанные с этой целью, имеют большой потенциал. Однако генный драйв — не панацея, и так же, как антибиотики могут отбирать устойчивость у бактерий, генный драйв может быть подвержен устойчивости в месте своей цели. Новизна этого исследования не в том, что возникает устойчивость — мы с самого начала планировали стратегии борьбы с ней — а в том, что оно документирует, как она возникает и как отбирается в течение поколений. Эта работа очень поможет в планировании и управлении возникновением устойчивости».