Исследователи из Университета Аделаиды показали, что возможно искоренить популяции инвазивных животных-вредителей путем наследования отрицательного гена - метод, известный как генный драйв.
Инвазивные вредители обходятся сельскому хозяйству во всем мире в сотни миллионов долларов и представляют серьезную угрозу для биоразнообразия и окружающей среды. Распространение вредных генов (таких как гены, вызывающие бесплодие) среди популяций вредителей с использованием технологии генного драйва рассматривается как потенциальная «серебряная пуля» для природоохранной науки и сельского хозяйства. Эта технология также может быть применена в интересах общественного здравоохранения, чтобы контролировать распространение болезней такими животными, как комары.
Исследователи Университета Аделаиды разработали реалистичную математическую модель, позволяющую предсказать, можно ли использовать генный драйв для уничтожения популяций инвазивных мышей с островов. Острова, скорее всего, станут испытательным полигоном для генных драйвов, чтобы свести к минимуму риск распространения среди нецелевых групп населения.
Опубликовано в журнале Proceedings of the Royal Society B, исследователи показали с помощью компьютерного моделирования, что одно введение 100 мышей, несущих генный драйв, вызывающий бесплодие, может уничтожить популяцию островных мышей в 50 000 особей в течение 4-5 лет.
В случае жизнеспособности эта технология предлагает гуманное, целенаправленное решение для борьбы с инвазивными видами. Это может дополнить или даже заменить традиционные методы борьбы, такие как выбраковка, отлов и травление ядом, а также более продвинутые методы биоконтроля, такие как геморрагический кроличий яд. болезнь», - говорит ведущий автор и эколог-математик доктор Томас Проуз из Школы математических наук Университета Аделаиды.
"Наша статья показывает, что контроль популяций инвазивных вредителей с помощью генных драйвов может быть осуществим, но, безусловно, ажиотаж вокруг этой новой технологии все еще намного опережает науку."
Исследователи нашли способ остановить эволюцию устойчивых генов, что может помешать использованию этого метода для контроля над популяцией. Но, говорят они, хороший генный дизайн имеет решающее значение.
Генетические двигатели работают, преодолевая законы естественного отбора, которые обычно удаляют вредные гены из популяции.
Новая технология редактирования генов CRISPR/Cas9 позволяет генетическому драйву воспроизводить себя во время производства яйцеклеток и сперматозоидов, что гарантирует его передачу следующему поколению и в конечном итоге приводит к распространению среди всего населения. Наши результаты показывают что размещение генного драйва в гене плодовитости или жизнеспособности в конечном итоге приведет к краху популяции», - говорит профессор Пол Томас, молекулярный генетик из Школы биологических наук Университета.
Несмотря на это, эволюция все еще нарушает этот процесс, производя устойчивые гены, которые не принимают генный драйв. Исследователи показали, что техника, позволяющая «многократно ударить по воротам», решает эту проблему.
«Следующим необходимым шагом будет разработка генных драйвов у лабораторных мышей в безопасных условиях, чтобы улучшить моделирование этого потенциала для уничтожения вредителей», - говорит профессор Томас. «Это предоставит важные данные, необходимые для обсуждения важных вопросов, которые остаются вокруг биобезопасности, регулирования и этики».