Forskere fra Londons Imperial College har ansatt en trojanhestliknende form for genteknologi i et laboratorium for å utslette en befolkning av malariaoverførende mygg i mindre enn 11 generasjoner.
Bevæpnet med en CRISPR-genredigert steriliseringsmutasjon, infiltrerte biologer en gruppe Anopheles gambiae og introduserte den dødelige genmodifiseringen til bare noen få av de intetanende insektene. Som Megan Molteni rapporterer for Wired, fullførte mutasjonen sin lumske oppgave i løpet av syv til 11 generasjoner, og spredte raskt sterilitet over hele befolkningen og signaliserte fremveksten av et kraftig - om enn kontroversielt - verktøy i den verdensomspennende kampen mot malaria.
Imperial-teamets funn, nylig publisert i Nature Biotechnology, representerer en av de første vellykkede distribusjonene av "gendriften" -teknikken. Gendriv trosser genetikkens lover ved å øke oddsen for at en egenskap blir gitt videre til avkom sterkt.
I følge Science News 'Tina Hesman Saey, arbeidet forskernes genstasjon for å endre myggens doublesex-gen. Hunner som arvet to kopier av dette muterte genet, utviklet antenne og klynger som ligner på hanner, noe som gjorde dem ikke i stand til å legge egg eller bite byttet sitt. Hanner og kvinner som arvet bare ett eksemplar, ble stort sett ikke påvirket.
For å teste suksessen med genetasjonen deres, fylte biologene to bur med en blanding av 300 kvinnelige mygg, 150 upåvirkede hanner og 150 genmodifiserte hanner. I en befolkning i bur spredte det forandrede genet seg til alle myggene av den syvende generasjon, og den åttende og siste generasjonen kunne ikke produsere noe avkom. Den andre befolkningen tok 11 generasjoner for på lignende måte å dø ut.
Under normale omstendigheter har avkom 50 prosent sjanse for å arve et foreldres gitte gen. Hvis for eksempel en mannlig mygg har et endret gen, kan han gi den videre til et av sine to barn. Da kunne den nye endrede genbæreren på sin side gi genet videre til et av hans to barn, og så videre. Når genstasjoner kommer inn i bildet, har endrede gener imidlertid en mye større sjanse for å spre seg til avkom. Den nevnte mannlige myggen vil kanskje overføre hans modifiserte gen til begge barna, og øke sannsynligheten for at også hans fjerne etterkommere arver genet.
Imperial-teamet var i stand til å omgå “motstand” - en av de viktigste problemene forbundet med gendrev - ved å målrette doublesex-genet, som ikke tåler mutasjoner. I følge en pressemelding fra Imperial College har tidligere gendriftseksperimenter blitt hindret av gener som tilpasser seg forskerinduserte endringer, slik at de kan fungere normalt og motstå stasjonen.
"Vi sier ikke at dette er 100 prosent motstandssikkert, " forteller hovedforfatter Andrea Crisanti til The New York Times 'Nicholas Wade. "Men det ser veldig lovende ut."
Å gjenskape studiens resultater i naturen kan hjelpe forskere til å bekjempe malaria, en sykdom som går utbredt over det afrikanske kontinentet. Verdens helseorganisasjon opplyser at det ble registrert svimlende 216 millioner tilfeller (med en dødstall på 445 000) over hele kloden i 2016.
Fremdeles utgjør teknologien betydelige risikoer: Når en genstasjon er sluppet ut i naturen, kan den ikke bare huskes. Og Wade bemerker at effektene sannsynligvis ikke kan inneslutes i et enkelt land, noe som betyr at globale insektspopulasjoner kan få uønskede bivirkninger.
Biolog Ricarda Steinbrecher sier til NPRs Rob Stein at utrydding av en hel art kan føre til økosystemkrasj eller fremvekst av andre potensielt skadelige insektgrupper. Jim Thomas, medsjef i teknologisentrert ETC-gruppe, legger til at forsvarsindustrien til og med kan forvandle gendrev til krigsvåpen som sprer "giftige" stoffer over populasjoner.
Før disse bekymringene kan adresseres, vil forskere måtte bruke flere år på å finjustere teknologien. Som BBC News melder, vil forskernes neste trinn være å teste teknikken sin på større populasjoner som er plassert i mindre kunstige omgivelser.
Den verdensomspennende utryddelsen av malariaoverførende mygg kan forbli et relativt fjernt mål, men Kevin Esvelt, en biolog ved Massachusetts Institute of Technology som ikke var involvert i studien, sier til The New York Times 'Wade at fremføring av gentekniske teknikker kan være nøkkelen. —Avhengig av potensielle risikoer forbundet med teknologien.
Esvelt konkluderer, "den kjente skaden av malaria oppveier i stor grad alle mulige økologiske bivirkninger som hittil er blitt påvist, selv om alle skjedde på en gang."
