infos.ro

Unitatea genetică ar putea fi folosită pentru a elimina șoarecii invazivi de pe insule

Autor:, www.newscientist.com

S-a demonstrat că o „unitate genetică” care se răspândește printr-o populație și face femelele infertile funcționează pentru prima dată la un mamifer


Viaţă


11 noiembrie 2022

Ciuma șoarecilor

Șoareci la o fermă din Australia

Matthew Abbott/Panos Pictures

Pentru prima dată, cercetătorii au creat o unitate genetică – un fel de parazit genetic – cu care ar putea fi obișnuit eradica dăunătorii mamiferelor precum șoarecii făcându-i infertili.

Tehnologia ar putea oferi o alternativă umană la momelile otrăvitoare folosite în prezent pentru a combate șoarecii invazivi de pe insule, care au un impact grav asupra păsărilor, reptilelor și plantelor native.

„Este primul exemplu de tehnologie de antrenare a genelor de mamifere care a avut o dovadă a conceptului într-un cadru de laborator”, spune Paul Thomas la Universitatea din Adelaide din Australia.

Majoritatea animalelor au două copii ale fiecărui cromozom, dar urmașii lor primesc doar o copie de la fiecare părinte. Aceasta înseamnă că dacă o bucată de ADN se adaugă la un cromozom al unui individ, doar jumătate din descendenții săi îl vor moșteni.

Unitățile genetice sunt fragmente de ADN care codifică diferite mecanisme pentru a înșela sistemul și pentru a se asigura că sunt moștenite de mai mult de jumătate dintre descendenți. Aceasta înseamnă că se pot răspândi într-o populație chiar dacă sunt dăunătoare.

Au fost descoperite diferite tipuri de unități genetice naturale. În 2013, Kevin Esvelt de la Massachusetts Institute of Technology a creat prima unitate genetică sintetică folosind tehnologie de editare genetică CRISPR. Astfel de unități genetice bazate pe CRISPR funcționează extrem de bine la insecte și mai multe echipe speră să le folosească pentru a preveni răspândirea malariei, fie prin ștergerea țânțarilor sau prin făcându-le mai puțin susceptibile de a infecta oamenii.

Cu toate acestea, unitățile genetice bazate pe CRISPR nu funcționează bine la mamifere, din motive care nu sunt înțelese. Așadar, Thomas a început cu o unitate genică naturală comună la șoareci și l-a modificat astfel încât să facă șoareci de casă femele (Mus musculus) infertile.

Unitatea genică naturală, numită t haplotip, funcționează prin încetinirea vitezei de înot a spermatozoizilor, cu excepția cazului în care aceștia au mecanismul de contracare care este codificat în unitatea genică. Acest lucru are ca rezultat 95% din urmași să moștenească haplotipul t. La acest impuls existent, cercetătorii au adăugat o componentă care modifică o genă esențială pentru fertilitatea feminină.

Când echipa a testat sistemul pe șoareci în laborator pe parcursul unei generații, unitatea genetică a dezactivat 80% din genele de fertilitate.

Dacă unitatea ar fi eliberată, șoarecii femele ar moșteni inițial doar o copie mutantă și ar rămâne fertile, dar, pe măsură ce unitatea se răspândește într-o populație, din ce în ce mai mulți ar moșteni două copii, făcându-le infertile. „Aceasta este momentul în care populația începe să se prăbușească”, spune Thomas.

Modelarea computerizată arată că, dacă 250 de șoareci care poartă această unitate genetică ar fi eliberați pe o insulă cu o populație de 200.000 de șoareci, șoarecii ar fi distruși complet în 20 până la 25 de ani. În mod surprinzător, modelul arată, de asemenea, că mutarea a 100% din genele de fertilitate ar încetini răspândirea impulsului – 80% funcționează de fapt mai bine, spune Thomas.

Siguranța pe primul loc

Unul dintre riscurile drive-urilor genetice este că acestea s-ar putea răspândi în zonele în care animalele sunt dăunători nativi și nu invazivi. Deci, pentru testele de laborator, componentele unității genetice au fost împărțite și puse pe diferiți cromozomi, ceea ce înseamnă că unitatea nu s-ar putea răspândi dacă șoarecii au scăpat cumva.

Acesta este motivul pentru care a fost testat doar pe o generație. Testele au fost făcute și într-un laborator de izolare la nivel înalt. „Suntem foarte conștienți de aspectele legate de siguranță ale acestui lucru”, spune Thomas.

Echipa a identificat variante genetice specifice populațiilor de șoareci invazive de pe insule, iar următorul pas este să creeze o unitate genetică complet asamblată care funcționează numai la șoareci cu una dintre acele variante. Dacă acest lucru funcționează în testele de laborator, echipa speră pentru a obține aprobarea de reglementare să-l elibereze pe singura insulă unde se poate răspândi.

„Momelile sunt scumpe și nu funcționează întotdeauna”, spune Thomas. „De asemenea, nu aveți aspectul oribil al cauzei morții.”

Dacă impulsul genetic reușește să elimine șoarecii din insule, ar putea fi folosit într-o zi și pentru a combate șoarecii din Australia continentală, spune el, dar acesta nu este scopul deocamdată.

Rezultatele sunt foarte promițătoare, spune Kimberly Cooper la Universitatea din California, San Diego, a cărei echipă este încercarea de a face ca unitățile bazate pe CRISPR să funcționeze la șoareci.

„Componentele individuale funcționează destul de bine într-o singură generație și, prin urmare, pot funcționa foarte bine așa cum sunt modelate pe mai multe generații”, spune ea. Dar sistemul va trebui testat de-a lungul mai multor generații pentru a confirma acest lucru, spune Cooper.

Referința jurnalului: PNAS, DOI: 10.1073/pnas.2213308119

Mai multe despre aceste subiecte:

You might also like