Новая технология редактирования генов может помочь в борьбе с болезнями, переносимыми комарами
Ученые из Калифорнийского университета в Беркли и Риверсайде продемонстрировали метод редактирования генома комаров, переносящих болезни, который приближает нас к подавлению их популяций на континентальном масштабе.
Исследование использовало технологию редактирования генов CRISPR/Cas9 для вставки и распространения генов, предназначенных для подавления диких насекомых, одновременно избегая устойчивости к этим усилиям, которую обычно благоприятствует эволюция. Доказательство концепции было продемонстрировано на плодовых мушках; но исследователи полагают, что эту технологию можно будет использовать в комарах для борьбы с малярией и другими болезнями, переносимыми комарами, в следующем десятилетии, при условии общественного и регуляторного одобрения.
Суть технологии: "мультиплексирование" для преодоления устойчивости
Технология, лежащая в основе исследования, называется системой генного драйва. Она манипулирует тем, как генетические признаки наследуются от родителя к потомству, чтобы быстро распространять "саморазрушительные" гены. Это может быть экологически чистым и экономически эффективным способом подавления популяций насекомых.
Проблема, которую решает новое исследование, — это устойчивость. Даже если генный драйв передается 99% потомства, те немногие особи, которые его не унаследовали, становятся невосприимчивыми к нему. Это приводит к быстрому восстановлению устойчивой популяции.
Новая техника, названная мультиплексированием, предполагает использование компонента системы CRISPR — гидРНК (guide RNA) — для одновременного нацеливания на несколько участков в одном гене, важном для фертильности самок.
Результаты моделирования
Математическое моделирование показало:
- Размер популяции, которую можно подавить, экспоненциально увеличивается с количеством используемых гидРНК.
- При использовании четырех или пяти мультиплексированных гидРНК, вид комаров потенциально можно подавить в континентальном масштабе.
Цитаты исследователей
- Джон Маршалл, ведущий автор: "Это во многом похоже на комбинированную лекарственную терапию, но для CRISPR-генного драйва".
- Омар Акбари, соавтор: "Осознание того, что мы можем преодолеть проблемы устойчивости с помощью тщательной инженерии и мультиплексирования, — это огромный шаг".
Текущий статус и перспективы
Технология была успешно продемонстрирована на плодовых мушках (Drosophila). Сейчас исследователи работают над ее адаптацией для видов комаров, переносящих малярию, лихорадку денге и вирус Зика.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Scientific Reports при поддержке Национальных институтов здоровья (NIH), UC MEXUS и Фонда Паркера.