Pirmasis žinduolių genų valdymas gali padėti didžiuliam Naujosios Zelandijos likvidavimo planui

Fluorescencinės pelės, kaip matyti archyvo nuotraukoje.

Mokslininkai, bendradarbiaujantys su JAV gamtosaugos grupe, teigia, kad pirmą kartą sukūrė žinduolių evoliucijos deformavimo technologiją, vadinamą genų pavara, ir galėtų ją panaudoti naikinant invazinius graužikus, niokojančius jūros paukščius salose.

Genų valdymo technologija, kuri iki šiol buvo demonstruojama tik vabzdžiuose ir mielėse, yra galingas būdas pakreipti DNR paveldėjimą taip, kad laukiniai gyvūnai gali būti genetiškai pakeisti jiems dauginantis, įskaitant populiacijos katastrofą.

Dabar dvi mokslinės komandos – viena Australijoje ir viena Teksase – teigia, kad genetiškai sukūrė naminę pelę, Pelės raumuo , todėl jo genome taip pat yra genetinių netikėtumų, kurie gali būti atskleisti laukinėms populiacijoms. Modifikuoti graužikai gimė per pastaruosius du mėnesius, o rezultatai dar preliminarūs.

Pastangas nustatyti žinduolių genų pavarą koordinuoja Salos išsaugojimas Santa Kruze, Kalifornijoje, įsikūrusi sunkiai besiverčianti gamtosaugos grupė, kurios specializacija yra mažų salų bombardavimas žiurkių nuodais, siekiant išgelbėti nykstančius jūros paukščius. Jos šūkis – užkirsti kelią išnykimui.

Tačiau nuodai nepadeda išnaikinti graužikų didesnėse salose ar gausiai apgyvendintose. Štai kodėl grupė mano, kad genų diskai gali būti transformacinė technologija, leidžianti išplėsti kampaniją tūkstančiams salų, kurios, jos teigimu, yra užkrėstos. Mes ieškojome kažko tikrai nenaudingo, sako Karlas Campbellas, ne pelno organizacijos programų direktorius, kuri planuoja išleisti apie 7 milijonus dolerių per metus, kad paspartintų technikos pradinį bandymą atokioje saloje, apsuptoje mylių vandenyno. jei valdžia leidžia.

Campbell sako, kad jie siekia sukurti beduktes pelių, kurios dėl genų gali susilaukti tik patinų palikuonių. Dėl lyties šališkumo efektas sumažėtų pelių populiacija saloje, galbūt iki nulio, jei pasirodytų veiksminga.

Pelės yra ankstyvas idėjos, vadinamos sintetiniu išsaugojimu, žvilgsnis, kai genų inžinerija laikoma priemone atgaivinti išnykusius gyvūnus, pasiūlyti genetinius papildymus nykstančioms rūšims, turinčioms negilius genų fondus, arba išnaikinti invazinius kenkėjus, niokojančius vietinius augalus ir gyvūnus.

O graužikai – aukščiausiai bėdų keliančiųjų sąraše. Atnešti laivų nuolaužų ar jūreivių, jie knibžda virš vandenyno salų, keldami pavojų vietiniams jūros paukščiams. Nors žiurkės yra didesnė problema, pelės taip pat sukelia sumaištį. Ramiojo vandenyno salose pelės buvo filmuojamos graužia albatrosų jauniklius , kurie yra neapsaugoti nuo jų.

Grupės planai suskaldė ekologus, tačiau kai kurie iš jų mato velnio sandėrį svaiginančiame naujame gamtą modifikuoti galioje. Apsauga reiškia rūpinimąsi gamtos pasauliu, o ne jo pertvarkymą, sakoma Claire Hope Cummings , aplinkosaugos teisininkė, kuri sako atsisakiusi savo paramos salų išsaugojimui dėl jos genų varomo darbo.

Netgi genų valdymo technologijos šalininkai teigia, kad ją reikia atidžiai išstudijuoti ir atsargiai diegti, taip pat teigia, kad ji gali neveikti taip, kaip reklamuojama. Praėjusiais metais JAV nacionalinės akademijos patarė laikytis lėto požiūrio, pažymėdamos, kad koncepcijos įrodymo keliose laboratorijose nepakanka, kad būtų priimtas sprendimas išleisti į aplinką genus varomus organizmus.

Tačiau sunku neįžvelgti potencialo. Naujoji Zelandija, kurios neskraidančius paukščius nuo XIX amžiaus užklupo vakariečių atvežtos rūšys, š.m. paskelbė planuoja per 30 metų tapti be plėšrūnų, sunaikindamas šimtus milijonų žiurkių, žiurkių ir žebentų. Šalies parlamentas pareiškė, kad genų valdymas gali būti pats proveržis, leidžiantis jiems pasiekti tikslą.

Nėra jokių apribojimų? Tai mes darytume. Tai būtų fenomenalu, sako Campbellas apie invazinių plėšrūnų rūšių pašalinimą prie Naujosios Zelandijos. Tada, kai tai įveiksime, nesuprantu, kodėl negalvotumėte apie žemynines teritorijas, tokias kaip lūšnynai ar ekosistemos, į kurias taip pat įsiveržė žiurkės, sako jis.

Be dukters pelėms

Pirmą kartą žmogaus sukurtas genų variklis vaisinėse muselėse buvo pademonstruotas tik 2015 m. Per kelis mėnesius ši koncepcija buvo išplėsta įtraukiant ir uodus, o jau dabar ši technologija laikoma pakankamai perspektyvia, kad iš Billo Gateso, kurio fondas lažinasi, buvo gauta 75 mln. kad gesinus uodus galima išnaikinti maliariją iš Afrikos .

Taigi buvo tik laiko klausimas – paaiškėjo, kad mažiau nei dveji metai – kol technika bus pritaikyta žinduoliams.

Dvi mokslininkų grupės, derinančios savo darbą su Island Conservation, sutiko atskleisti savo techninės pažangos mastą MIT technologijų apžvalga , nurodydamas būtinybę sukurti galingą genų valdymo technologiją atviroje vietoje, o ne už uždarų durų.

Tai puikus laikas aptarti technologijos riziką, sako Paulius Tomas , pelių genetikas iš Adelaidės universiteto Pietų Australijoje. Dar turime pažiūrėti, ar tai apskritai veikia. Ir tai ne tik parodo, kad jis veikia, bet ir koks jis efektyvus ir stabilus.

Thomas sako, kad jis ir jo mokiniai sukūrė genų valdomas peles naudodami CRISPR, galingą DNR redagavimo technologiją. Norėdami tai padaryti, australai CRISPR pavertė savanaudišku genu, skirtu perduoti save beveik visiems pelės palikuonims, o ne tik pusei, kaip būtų galima tikėtis. Norėdami stebėti jo plitimą, jie taip pat pritvirtino fluorescencinį baltymą, todėl jį paveldėjusios pelės švytės raudonai, kai jas apšviesite juoda šviesa.

Kritikams nerimaujant dėl ​​galimybės, kad genų varomas organizmas gali pabėgti iš laboratorijos, Thomas sako, kad jo laboratorija ėmėsi atsargumo priemonių, kad išvengtų nelaimės, įskaitant saugos priemonių sukūrimą, kad variklis dar negalėtų būti perduodamas laukinėms pelėms. Kai kalbėjausi su juo sausio mėn., Tomas pasakė, kad ruošiasi veisti pirmąjį laboratorinių gyvūnų rinkinį, kad nustatytų, ar variklis veikia taip, kaip buvo numatyta. Šis žingsnis, perkeltas per kelias kartas, užtruks kelis mėnesius.

Kita komanda yra įsikūrusi Teksaso A&M universitete ir jai vadovauja pelių genetikas Davidas Threadgillas , kuris sako, kad jo laboratorija sukūrė pirmosios kartos beduktes pelių. Kai kurie dabar veisiami siekiant nustatyti, ar tik vyriškos lyties savybė bus perduodama ateities kartoms, kaip tikimasi.

Vietoj CRISPR, Threadgill laboratorija naudojo kitokią strategiją, panaudodama natūraliai atsirandančią genų grupę, vadinamą t kompleksu. Šis genetinis elementas taip pat sugeba savanaudiškai plisti, pakenkdamas spermatozoidams, kurie jo neturi, ir palankiai vertinant tuos, kurie turi, todėl jie apvaisina kiaušinėlius ir sukuria daugiau pelių jauniklių. T-komplekso versijos jau yra daugelyje laukinių pelių.

Kad pelės būtų be dukterų, Threadgill komanda pristatė papildomą modifikaciją. Jie prie t komplekso prijungė papildomą Sry kopiją – geno, kuris paprastai randamas Y chromosomoje ir kuris nustato, ar žinduolis pasirodo esąs vyriškas. Jei variklis veikia taip, kaip numatyta (tai turėtų paaiškėti per kelias savaites), daugiau nei devyni iš 10 pelių jauniklių gali paveldėti Sry ir turėti vyriškų lyties organų. Pakankamai dideliais kiekiais paleistų į salą graužikai be dukterų per kelis mėnesius ar kelerius metus gali sukelti pelių populiaciją, kuri, galima sakyti, yra tik Mikis, o ne Minė. Tada pelės išmirtų.

Žiurkių sala

„Island Conservation“ buvo įkurta XX a. dešimtajame dešimtmetyje, o jos ankstyvieji žygdarbiai – kačių, ožkų ir net laukinių asilų išvežimas iš Baja California pasakojami Žiurkių sala , knyga apie pasaulines salų valymo pastangas, kurios iki šiol išnaikino graužikus iš 500 salų.

Trūkumas yra tai, kad gamtosaugos grupės pasikliovė brodifakumu – toksinu, kuris, kaip teigiama, yra 100 kartų stipresnis už žiurkių nuodą varfariną. Suvalgę graužikai mirtinai nukraujuoja. Taip elgiasi bet kokie plikieji ereliai ir kirai, kuriems nepasisekė sukapoti užnuodytą grobį.

Teoriškai genų pavara yra puikus sprendimas. Tai paveiktų tik vieną rūšį ir yra visiškai neskausminga. Tačiau kai kurie mokslininkai įspėja, kad technologija gali niekada neveikti taip, kaip planuota. Laboratorinės pelės, pasodintos į salą, būtų pirmosios, kurias sučiuptų plėšrūnas. O patelės gali užuosti genų potraukį, vengdamos tam tikrų patinų ar net išsivystyti jam atsparumą. Manau, kad iš tikrųjų yra labai daug dalykų, kurie gali suklysti, sako Neilas Gemelas , Otago universiteto Naujojoje Zelandijoje mokslininkas. Jei manote, kad tiesiog išleisite daiktus ir jie išnaikins jus, tai didelė klaida.

„Island Conservation“, kuri iš pradžių teigė, kad iki 2020 m. planuoja atlikti bandymą atviroje jūroje, vėliau atsisakė šios prognozės, remdamasi neribotais techniniais ir reguliavimo klausimais.

Tai nereiškia, kad Gemmell nesidomi. 2016 m. Naujosios Zelandijos vyriausybė oficialiai pradėjo veikti Predator Free 2050 - jos ambicingas planas nužudyti visas žiurkes, žiurkės ir žebenkštis visoje savo 103 483 kvadratinių mylių teritorijoje. Programos dokumentuose genų valdymas vadinamas realia perspektyva, o Gemmell yra komiteto, nagrinėjančio galimybes, dalis.

Genetinis užpuolimas kartu su nuodais ir spąstais tikriausiai yra vienintelis būdas užtikrinti, kad išnaikinimas būtų atliktas pigiai ir greitai, sako Gemmell, tačiau kliūtys atrodo bauginančios. Net jei varikliai veikia pelėms, niekas anksčiau genetiškai nesukūrė oposumo ar žebenkšties. O kaip išvis atrodytų veisimo centras, galintis išauginti tūkstančius GM per savaitę? Be to, kadangi posmos veisiasi tik kartą per metus, gali prireikti daugelio metų ar dešimtmečių, kol genų potraukis turės mirtiną poveikį.

Genų pavarų naudojimas negalės judėti į priekį be plataus visuomenės palaikymo. Ir tai gali būti sunku laimėti, atsižvelgiant į tai, kaip tai jau skaldo gamtosaugininkus. Kai kurios grupės, pavyzdžiui, Žemės draugai, labai įtariai žiūri į bet kokią genų inžineriją ir vadina genus klaidingu tikrosios biologinės įvairovės nykimo problemos sprendimu.

Cummings, aplinkosaugos teisininkė, kuri taip pat yra knygos, kritikuojančios GMO, autorė, sako, kad jai taip pat kelia nerimą planai nukreipti į pelių pateles. Be dukters viskas yra problema, sako ji. Į visą „pašalinti moterišką“ koncepciją reikia žiūrėti filosofiškai ir etiškai. Cummings, išklausiusi Island Conservation argumentus, teigia priėjusi prie išvados, kad gelbsti jūros paukščius nuo žiurkių naudojama šiai technologijai išbalinti, suteikti jai moralinę priedangą, nors tai gali būti pavojingiausias pasaulyje biologinis ginklas.

Abi šalys keletą kartų diskutavo praėjusiais metais, paskutinį kartą gruodžio mėn., Kankune vykusiame susitikime dėl JT biologinės įvairovės konvencijos, kur aktyvistai, įskaitant Žemės draugus ir ETC grupę, subūrė apie 170 pilietinės visuomenės grupių, reikalaudamos paskelbti moratoriumą dėl genų. Laiškas pasirašė šviesuliai, įskaitant primatologę Jane Goodall, perspėjo, kad genocidiniai genai gali turėti pasekmių, kurių mes nesuvokiame.

Pastangos priversti uždrausti žlugo.

paslėpti