Исследование: Генетический распад молекулярного механизма, лежащего в основе методов «стерильных» ГМ насекомых
«Стерильные» насекомые снова становятся фертильными, в результате чего устойчивые ГМ-популяции сохраняются в окружающей среде, сообщает последнее исследование.
Методы генной инженерии, разработанные для обеспечения «стерильности» насекомых в отношении переносчиков болезней или борьбы с вредителями, были протестированы в полевых условиях компанией Oxitec, в том числе в Малайзии, на Каймановых островах и в Бразилии. Также недавно в США было одобрено тестирование ГМО-комаров в 2021—2022 годах. Эти стратегии включают разработку так называемых «генетических переключателей», при которых основные гены могут быть либо включены, либо выключены в присутствии или в отсутствие антибиотиков, контролируя выживаемость насекомых.
В случае первого ГМ-комара Oxitec, насекомые были созданы так, чтобы при отсутствии антибиотика тетрациклина они умирали до того как достигнут половзрелости. Таким образом, в лаборатории эти комары могут размножаться в присутствии тетрациклина, но при выпуске в дикую природу, где предполагается отсутствие тетрациклина в окружающей среде, они должны стать «стерильными». Комары Oxitec второго поколения, выпускаемые в США, работают по тому же принципу, но предназначены для уничтожения только самок, повышая экологическую устойчивость за счет фертильных самцов.
Однако известно, что эти генетические переключатели неидеальны, поскольку некоторым личинкам удается выжить в дикой природе, и поэтому их нельзя точно описать как «стерильные». Действительно, недавнее исследование в Бразилии показало, что некоторые из ГМ-насекомых выжили, что привело к интрогрессии (гибридизации) ГМО-комаров с дикими популяциями. Это открытие привело к тому, что исследователи выразили обеспокоенность, что новое генетическое сочетание генетически модифицированных и диких популяций может изменить эпидемиологию заболевания, побуждая к эволюции более патогенных штаммов болезней, для смягчения которых предполагается использование ГМО-комаров.
Теперь новое исследование выявило еще одну брешь в молекулярной броне этих генетических переключателей, где «стерильные» насекомые снова становятся фертильными, что приводит к сохранению устойчивых ГМ-популяций в окружающей среде. Исследование, опубликованное учеными из Китая, Германии и Министерства сельского хозяйства США, показывает, что у лабораторных мух могут возникать спонтанные мутации в результате искусственного генетического переключателя, что приводит к генетической устойчивости к предполагаемому признаку.
Авторы также предупреждают, что это открытие имеет значение для других форм генной инженерии насекомых, таких как технология генного привода, при которых насекомые создаются для быстрого распространения признака среди всей популяции. Они предупреждают, что комары с генным приводом и другие конструкции, также могут страдать от множественных генетических нарушений стратегий, разработанных для сдерживания, контроля и ограничения их распространения. Точно так же системы, предназначенные для глобального распространения, также могут выйти из строя и не распространяться должным образом, что свидетельствует о неудачах подхода техно-исправлений.
Авторы подчеркнули необходимость осторожности при разработке таких стратегий, предположив, что для предотвращения проявления таких непреднамеренных эффектов в дикой природе, целостность этих стратегий должна быть тщательно проверена в лаборатории.
Источники:
- biosafety-info.net/articles/agriculture-organisms/insectsmicroorganisms/genetic-breakdown-of-molecular-mechanism-underpinning-gm-sterile-insect-techniques/
- doi.org/10.1038/s41467-020-16807-3
