Нарушение гена превратило комаров Aedes aegypti из черных в желтые и изменило их цвет глаз с черного на белый.
Укусы комаров раздражают и зудят, но они также могут быть опасными. От малярии, лихорадки денге, до желтой лихорадки и вируса Зика, болезни, передающиеся от комаров, ежегодно страдают миллиарды людей во всем мире, иногда укусы вызывают изнурительные симптомы.
Одна из стратегий, которую эксперты используют для борьбы с этими заболеваниями, — это сокращение численности популяции комаров. Но пестициды несут риски для здоровья человека, и длительное использование этих ядов может привести к резистентности у комаров, что сделает токсины менее эффективными.
Однако другое решение, которое решает проблему на генетическом уровне, может скоро стать реальностью.
Ученые генетически модифицируют комаров. Организмы, которые передают инфекционный агент — нарушают циклы размножения и заражения насекомых через признаки, которые комары затем передадут будущим поколениям.
Одним из самых мощных инструментов редактирования генов в арсенале ученых является технология CRISPR, которая нацелена на короткие, повторяющиеся нити ДНК с использованием белка, известного как Cas9, для прорезывания нитей ДНК. CRISPR, произносится как «криспер», является акронимом для «кластеризованного регулярного промежуточного короткого палиндромного повторения», в котором описывается тип последовательностей ДНК, к которым обращается эта техника.
Используя CRISPR, исследователи смогли беспрепятственно редактировать гены у мышей, плодовых мушек и даже человеческие клетки. И недавно ученые изменили геномы комаров Aedes aegypti, так что собственные клетки насекомых будут производить белок Cas9, необходимый для методов CRISPR. Это позволило ученым выполнять целенаправленную генетическую хирургию.
Их первые усилия были сосредоточены на разрушении генов, которые контролировали физические особенности насекомых, создавая функции, которые были бы очень заметны и легко отслеживались.
Белый цвет глаз у этого комара Aedes aegypti вызван изменениями в его геноме, выполненными с помощью белка, продуцируемого в клетках насекомого.
Исследователи изменили геномы комаров, чтобы изменить черты, связанные с кровью, полетом и зрением, глаза насекомых стали белыми, а не черные, у них неправильные крылья или хоботок, которые не могут сосать кровь. Авторы исследования сообщили, что другие генетические изменения комаров привели к желтому цвету тела и дополнительным глазам или конечностям.
Для сравнения, мутации, введенные в штаммы москитов, которые не продуцировали белок Cas9, были менее успешными, и комары с меньшей вероятностью выжили.
Согласно исследованию, генетически измененные комары для производства белка Cas9 — ключевого компонента редактирования гена CRISPR — в своих собственных клетках закладывают основу для ученых, чтобы улучшить конкретные области геномов комаров. Это может помочь исследователям наметить более быстрый путь к стратегиям, основанным на ДНК, для управления тем, как кормятся и размножаются комары, чтобы контролировать популяции насекомых, распространяющих болезни, — заключили авторы исследования.
Выводы были опубликованы онлайн 14 ноября в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences.» .
