Генные драйвы, вероятно, будут остановлены быстрым развитием резистентности

Исследование на плодовых мушках показывает, что существующие подходы к генным драйвам с использованием CRISPR/Cas9, призванные распространять новые гены в природной популяции, будут сорваны из-за развития резистентных к драйву мутаций. Джексон Чампер, Филипп В. Мессер и их коллеги из Корнеллского университета (Итака, Нью-Йорк) сообщают об этих выводах 20 июля 2017 года в PLOS Genetics.

Генные драйвы дают огромную надежду на предотвращение распространения болезней, переносимых комарами, и контроль инвазивных видов. Новые подходы, использующие технологию редактирования генов CRISPR/Cas9, могут создавать потомство, несущее копии измененного гена на обеих хромосомах — явление, называемое супер-менделевским наследованием, которое, теоретически, должно быстро преобразовать всю популяцию. Однако этот процесс также может создавать резистентные генетические последовательности и организмы, которые не могут быть преобразованы.

В текущем исследовании ученые протестировали две разные конструкции CRISPR генных драйвов на модельном организме — плодовой мушке Drosophila melanogaster — чтобы изучить возникновение резистентности. Они обнаружили, что резистентные варианты генов формировались часто, как до оплодотворения в зародышевой линии, так и внутри эмбриона. Дальнейший анализ показал, что у насекомых с генетически разнообразным фоном, как в диких популяциях, наблюдались значительные вариации в эффективности преобразования потомства и частоте возникновения резистентных генов.

Исследование демонстрирует, что эволюция резистентности, вероятно, станет серьезным препятствием для существующих подходов CRISPR генных драйвов. Эта проблема должна быть решена до того, как ученые смогут успешно применять их в дикой природе. В ближайшие годы исследовательские группы планируют использовать генные драйвы для мышей на островах у побережья Массачусетса (чтобы предотвратить распространение болезни Лайма) и для древесных змей на Гуаме (для контроля этих инвазивных видов). Для преодоления проблемы резистентности, особенно в генетически разнообразных природных популяциях, потребуются новые подходы к генным драйвам.

Джеймс Дж. Булл и Хармит С. Малик дополнительно обсуждают это исследование в сопроводительной статье-перспективе под названием "Пузырь генных драйвов: новые реальности", также опубликованной 20 июля 2017 года вместе с этой основной исследовательской статьей.