Технология генного драйва для контроля насекомых: аргументы за и против
Судьба общества частично зависит от того, как люди выстроят свои сложные отношения с насекомыми, пытаясь сохранить «хороших» и контролировать «плохих». Некоторые насекомые, например комары, кусают людей и переносят болезни, такие как лихорадка Зика и денге (в этом году в Ки-Уэст, Флорида, зарегистрировано уже более 10 случаев). Другие, как пчелы, являются опылителями. Третьи, как саранча, угрожают урожаю в Восточной Африке и Азии.
Насекомые крайне эффективно эволюционируют, обходя методы контроля, такие как химические инсектициды. Существующие технологии борьбы с вредителями не справляются.
Что такое генный драйв?
Генный драйв — это технология, позволяющая контролировать насекомых более целенаправленно. Её основной принцип — создание организма, который будет производить потомство, похожее на себя.
Обычно признаки случайным образом передаются от родителей следующему поколению. Однако генный драйв обеспечивает иной тип наследования, гарантируя, что конкретный признак всегда будет присутствовать у потомства. Учёные создают генный драйв с помощью различных молекулярных инструментов, таких как CRISPR-Cas.
Генный драйв — не только человеческое изобретение; некоторые его формы существуют в природе. Например, у мух-пестрокрылок ген на половой хромосоме вызывает гибель самцов, не несущих определённый генетический «груз», включая ген длинных глазных стебельков.
Почему именно насекомые?
Насекомые быстро размножаются и дают много потомства, что делает их очевидными кандидатами для технологии, основанной на наследовании. Поэтому исследования генного драйва сфокусированы на них.
Эта технология может решить различные проблемы:
- Сельское хозяйство: Разработан генный драйв для борьбы с основным вредителем — дрозофилой пятнистокрылой (spotted-wing Drosophila). Распространение чувствительности к инсектицидам в её популяциях может предотвратить ущерб урожаю на десятки миллионов долларов ежегодно в США.
- Инвазивные виды: Генный драйв может быть более целенаправленным методом борьбы с такими насекомыми, как огненные муравьи, которые разрушают экосистемы.
- Таргетированность: Технология использует естественную способность насекомых быстро находить партнёра для спаривания, что обеспечивает её видоспецифичность — в отличие от химических инсектицидов.
Пока насекомые с генным драйвом существуют только в лабораториях.
Критика технологии
Возражения против генного драйва можно разделить на три категории:
- Этические проблемы: Как предотвратить использование технологии для создания биологического оружия? Кто должен решать, какие проекты реализовывать и выпускать ли модифицированных насекомых в природу?
- Недоверие к технологии: Вопрос о том, кто и с какими целями должен разрабатывать технологии контроля.
- Непредвиденные экологические последствия: Что произойдёт с экосистемой, если популяция (даже комаров, переносящих болезни) будет уничтожена? Не угрожает ли это биоразнообразию и продовольственной безопасности? Однако экосистемы и так постоянно меняются.
Подготовка к будущему с генным драйвом
Каждый генный драйв создаётся под конкретную ситуацию. Поэтому риски специфичны для каждого проекта и должны рассматриваться и регулироваться индивидуально.
Ответственный путь — продолжать исследования, чтобы учёные могли описать эти риски и найти решения. Помимо науки, необходимы регуляторные системы и системы подотчётности для защиты общественной безопасности.
Исследователи всё ещё изучают основы технологии. Можно ли сделать генный драйв обратимым или более эффективным? Можно ли предсказать его влияние на экосистему? Даже самые ярые сторонники технологии признают, что необходимы дополнительные исследования. Обществу нужны новые инструменты для контроля насекомых-вредителей и защиты экосистем, и генный драйв может пополнить наш арсенал.