CRISPR Геномное редактирование: борьба с болезнями
Оглавление:
Может ли редактирование генов быть ответом на распространение болезней, передающихся от москитов, таких как вирус Зики и лихорадка денге?
Недавно обнаруженный ген главного переключателя может дать людям преимущество в многовековых войнах насекомых - и способность бороться с ошибками менее дорогостоящим, более эффективным способом.
РекламаРекламаЭто хорошая новость от энтомолога и биохимика в Virginia Tech, чей ген-редактирующий прорыв излагается в обзоре, опубликованном сегодня в журнале «Тенденции в паразитологии».
Соавторы Зак Н. Адельман, доктор философии, адъюнкт-профессор энтомологии, и Чжицзян Ту, доктор философии, профессор биохимии, считают, что их открытие мужского определяющего фактора у комаров в сочетании с геном -исследовательская система CRISPR-Cas9, может потенциально заставлять популяции москитов производить меньше женщин и больше мужчин.
Женщины-комары - это передатчики Зики, желтой лихорадки, малярии, Чикунгунья и лихорадки денге.
РекламаВирус Зики и другие опасные заболевания распространяются только одним из трех, 500 видов комаров в мире, Aedes aegypti или азиатским тигровым комаром, распространенным в Соединенных Штатах.
Подробнее: Москиты - самое опасное животное на Земле? »
Как «Nix» Женский комары
Открытие Адельманом и Ту первого определяющего мужчину фактора, также известного как M-фактор, у москитов называется Nix. Это было сообщено в мае 2015 года в широкомасштабном исследовании в журнале Science.
Исследователи обнаружили, что когда Nix был выражен в эмбрионах самки, он породил развитие внутренних и внешних мужских гениталий.
Ученые добились успеха в недавних попытках контролировать лихорадку денге генетически, выпустив стерильные трансгенные москиты, говорится в отчете исследователей.
Но используемые методы являются дорогостоящими и непрактичными, потому что они требуют долгосрочных выпусков насекомых и их трудно выполнить в больших масштабах.
Это показало обещание как простой, эффективный и точный подход к введению мутаций практически на любой геномный сайт, представляющий интерес для широкого круга организмов, включая комаров. Zhijian Tu, Virginia TechУченые из Virginia Tech раскрыли лучший способ борьбы с смертельными насекомыми.
РекламаРеклама«Более эффективный и менее дорогостоящий подход может заключаться в том, чтобы управлять генами малярии с помощью системы CRISPR-Cas9», - сказал Ту в интервью Healthline. «Это показало обещание как простой, эффективный и точный подход к введению мутаций практически на любой геномный сайт, представляющий интерес для широкого круга организмов, включая комаров. «
« Комары такие же, как мы.У них есть две копии каждой из их хромосом », - добавил Адельман в интервью Healthline. «Добавление в ген Nix должно заставить всех комаров развиваться как самцы. «
Используя современные методы, каждое поколение стерильных комаров должно быть выращено на заводе и выпущено. Мужчины физически отделены от женщин на фабрике.
Реклама«С помощью метода« генитальных генов »женщины не нужно сортировать на фабрике, потому что у вас есть все мужчины», - сказал Адельман. «Когда вы используете подход, где самцы Nix также плодородны, для каждого поколения, которое вы заводите на фабрике, вы можете получить много поколений, производящих всех самцов в дикой природе. «
Подробнее: Ученые ищут генную редакцию с CRISPR, трудным для сопротивления»
РекламаРекламаCRISPR является конечным ингредиентом
Сам ген Nix по-прежнему будет передаваться только половине потомство. Ученым понадобится использовать CRISPR-Cas9 для разрушения хромосомы, которая не имеет Nix, сказал он.
«Клетки очень хороши в фиксации сломанных хромосом», - сказал Адельман. «И в этом случае они будут использовать хромосому, содержащую Nix, в качестве руководства по исправлению сломанной. В результате каждая хромосома теперь будет содержать Nix, а не только одну. Таким образом, большинство потомков будут мужчинами в каждом поколении. «
« Нам стало ясно, что Nix является сильным кандидатом на мужской фактор, потому что он встречается только у мужчин », - сказал Ту. «Это выражается в раннем возрасте во время развития до определения пола, и его последовательность указывает на потенциальную функцию в регулировании ключевых игроков в определении пола. «
РекламаУченые продемонстрировали, что Nix является первым определяющим мужчиной фактором в комарах, показывая, что он« необходим и достаточен »для инициирования развития мужских комаров, добавил он.
На следующем этапе Адельман и Ту проведут проверку своей гипотезы.
РекламаРекламаОни считают, что если они объединяют один или несколько ключевых генов мужского определения (таких как Nix) в аутосомы (хромосомы, не связанные с сексом), будет достаточно уменьшить количество женщин-комаров либо путем предоставления женщины-летальность или превращение самок в фертильных или стерильных мужчин.
Адельман сказал, что «есть еще много технических деталей для разработки», включая получение локальной поддержки для тестирования технологии на местах, прежде чем они смогут применить свое обнаружение в этой области.
Подробнее: Почему некоторые болезни могут быть искоренены, а другие не могут »
Как работает Nix - это тайна
В настоящий момент все еще неясно, как Nix контролирует определение пола у москитов, сказал Ту, и М-факторы сохраняются у разных видов, которые передают различные заболевания.
Он добавил, что эффективность и долгосрочная стабильность генно-приводных систем на основе CRISPR у москитов остаются неизвестными.
«Этот новый подход, скорее всего, более эффективен, чем классические методы стерильных насекомых для снижения численности населения и борьбы с болезнью, поскольку мужское смещение поддерживается на протяжении многих поколений», - сказал Ту.«Этот подход все же будет в конечном счете самоограничен, поскольку местное население может потерпеть крах из-за недостаточного количества женщин, что может устранить инженерный ген Nix из окружающей среды. «
Их работа была поддержана двумя исследовательскими грантами Национального института аллергии и инфекционных заболеваний в Национальных институтах здравоохранения. В этом месяце они получили еще два гранта от одного и того же агентства, чтобы продолжить исследования по вопросам определения пола и связанных с ними приложений как в Aedes aegypti, так и Anopheles stephensi (перевозчик малярии в Индии, Южная Азия и на Ближнем Востоке).
Хотя их исследования могут оказать исключительное влияние на глобальное здоровье, ученые обеспокоены этикой выпуска генетически модифицированных организмов в окружающую среду.
«Мы очень серьезно относимся к этим проблемам, - сказал Адельман. «Публикация наших взглядов на технологию сейчас, когда еще есть несколько лет перед любыми потенциальными испытаниями, должна помочь привести все аргументы в общественную сферу с достаточным временем для проведения информированного обсуждения. «
