"Мы находимся на поворотном этапе как в нашем понимании того, как комары определяют, стать ли им мужчиной (хороший выбор для нас) или женщиной (проблема для нас), так и в нашей способности навсегда изменять дикие популяции с помощью методов генного драйва. , — говорит Зак Адельман, энтомолог из Технологического института Вирджинии. По словам Адельмана и соавтора Чжицзян Ту, также из Технологического института Вирджинии, генная инженерия обещает предотвратить распространение болезней, переносимых комарами, таких как денге, малярия, желтая лихорадка и вирус Зика.
Генетические стратегии борьбы с лихорадкой денге, основанные на выпуске стерильных трансгенных комаров, в настоящее время разрабатываются и были успешными там, где их пытались. Однако эти методы дороги и непрактичны, потому что они требуют долгосрочных релизов и их трудно реализовать в больших масштабах. Потенциально более эффективным и менее затратным подходом могло бы быть управление генами мужественности с помощью системы CRISPR-Cas9, которая показала себя многообещающей как простой, эффективный и точный подход для введения мутаций практически в любой геномный сайт, представляющий интерес, у широкого круга организмов. , в том числе комаров.Эта предложенная стратегия недавно стала на шаг ближе к реальности.
В громком исследовании, опубликованном в журнале Science в мае прошлого года (doi: 10.1126 / science.aaa2850), Адельман и Ту сообщили об открытии первого фактора, определяющего самцов у комаров. Экспрессия этого так называемого М-фактора, гена определения пола, называемого Nix, в женских эмбрионах вызвала развитие внешних и внутренних мужских гениталий. Nix был необходим и достаточен для инициирования мужского развития Aedes aegypti — основного переносчика вирусов денге, желтой лихорадки, Зика и чикунгуньи.
«Это открытие закладывает основу для будущих усилий по использованию системы CRISPR-Cas9 для внедрения генов мужского пола, таких как Nix, в популяции комаров, тем самым превращая самок в самцов или просто убивая самок», — говорит Ту. «Любой результат поможет сократить популяции комаров и улучшить процедуры разделения полов, которые необходимы в любой генетической стратегии для предотвращения случайного выпуска самок-переносчиков болезней в дикие популяции».Но прежде чем такие системы генного привода можно будет применять в полевых условиях, необходимо ответить на многие вопросы.
Во-первых, до сих пор не ясно, как Nix контролирует определение пола у комаров и сохраняются ли М-факторы у видов, передающих различные заболевания. Более того, эффективность и долговременная стабильность основанных на CRISPR систем генного привода у комаров остаются неизвестными.Есть также несколько этических проблем.
Например, случайного выпуска всего нескольких комаров во время тестирования может быть достаточно для создания систем генного привода в дикой природе, и неясно, как удалить введенный ген из области исследования, если это необходимо. Между тем опасения перед биотерроризмом побудили некоторых призвать к запрету публичного обсуждения деталей подходов к генетическому драйву. Поскольку четкие нормативные и этические принципы еще не установлены, Национальные академии наук, инженерии и медицины в настоящее время разрабатывают рекомендации по ответственному проведению исследований генного влечения у нечеловеческих организмов.
Учитывая эти опасения, подход, скорее всего, сначала будет применен в местах, где бремя болезней велико, другие меры контроля не приносят успеха, общественное мнение благоприятно, а существующая регулирующая структура является управляемой, говорит Адельман. «В дальнейшем партнерство с поддерживающими правительствами, местными партнерами и заинтересованной общественностью будет иметь решающее значение для проведения полевых испытаний в районах, наиболее подверженных болезням, передаваемым комарами».