Как генные инженеры помогли распространителям желтой лихорадки?

Ученые продолжают создавать трансгенных насекомых. Таким образом они пытаются избавить мир от болезней, которые передаются с их помощью. Но многие критикуют этот подход, считая, что создавать одних мутантов для уничтожения других - плохая идея. Плюс ко всему, поведение трансгенных насекомых оказывается непредсказуемым и нельзя исключить, что вместо уничтожения популяции вредителей результтом будет ее рост. Как это произошло с желтолихорадочными комарами в Бразилии.

Осенью 2019 года в авторитетном научном журнале Nature  был опубликован отчет о полевых испытаниях американского Йельского Университета с трансгенными комарами в Бразилии. Комары не просто отказались вести себя по плану, а еще и преподнесли ученым сюрприз.

Комариный бунт в Бразилии: трансгенные насекомые не справились с задачей

Эксперименты проходили в городе Жакобина, Бразилия, за два года в окружающую среду были выпущены десятки миллионов генетически модифицированных  самцов так называемых желтолихорадочных  комаров (Aedes aegypti).  В течение 27 месяцев ученые еженедельно отправляли на волю примерно по 450 тысяч насекомых.

Генные инженеры внедрили в геном комара доминантный летальный ген, разработанный британской биотехнологической компанией Oxitec из Оксфорда. Эта фирма считается пионером в области создания генетически модифицированных насекомых для борьбы с инфекциями, которые они переносят. Так называемых, живых инсектицидов.

Эксперимент оказался самым масштабным в истории живых инсектицидов. Целью этого массового выпуска модифицированных насекомых была заявлена попытка сократить популяцию комаров-переносчиков опасных заболеваний лихорадка Зика, желтая и тропическая лихорадки.

Предполагалось, что потомство от этих особей в результате активности летального гена будет нежизнеспособно, вероятность же появления отпрысков у «подредактированных» насекомых эксперты оценивали не выше трех процентов. Но все оказалось не совсем так. Потомство не только выжило, но и смогло размножиться, передав измененные гены своим потомкам. Однако выяснилось, что, по большей части самки избегают контактов с комарами-мутантами и начинают размножаться с большей скоростью, чтобы сохранить популяцию. В результате они ее не только сохранили, но и приумножили. Этого исследователи никак не ожидали. Они поспешили сообщить, что внедренные в насекомых гены не несут опасности для здоровья людей, но сам факт, что комаров стало больше, а «убийственный» ген не сработал, не может не настораживать даже самих авторов работы.

«Нас беспокоит, что был получен непредвиденный результат. Основываясь, по большей части, на лабораторных исследованиях, можно предположить вероятные последствия большого выпуска трансгенных комаров в окружающую среду. Однако перед каждым выпуском и в процессе него мы проводили генетические исследования, которые позволяют разрешать ситуации, не соответствующие прогнозируемым», - поясняет Джеффри Пауэлл, профессор, эколог и эволюционный биолог, основной автор исследования на сайте Йельского университета.

Комаров запустил генный драйв

В последние годы ученые спорят о безопасности технологии генного драйва. Сама технология - это изменение генома живого организма и его запуск  в популяцию; тогда при размножении новый признак получают потомки. Ген в организм внедряется или удаляется из него при помощи генной инженерии (в том числе геномного редактирования). Чаще всего при этом измененный живой организм имеет новый признак сразу на двух хромосомах в паре и поэтому может передать его потомкам со стопроцентной вероятностью. Ведь естественным путем следующее поколение всегда наследует только по одной хромосоме родителей из каждой пары. Таким образом можно внедрить в популяцию любой нужный ген навсегда.

Защитники этой методики заявляют, что она будет очень эффективна в борьбе против «ненужных» свойств биологических видов или даже самих видов.

Компания Oxitec заявляет, что для создания своих комаров не использует технологию генного драйва, так как считает, что она слишком непредсказуема и при ее применении чужеродный ген остается в популяции. Информация об этом еще в 2016 году была опубликована на сайте dna.com. Внедренные в ее комаров гены имеют «самоограничения», так как после передачи потомкам в популяции не останутся, ведь их носители погибнут, прожив совсем недолго. Однако, поскольку при проведении эксперимента в Бразилии, этого не произошло, есть ли право у компании теперь заявлять, что она не использует генный драйв, пусть и непреднамеренно?

Независимые эксперты и общественные организации выступают против поспешного внедрения технологий генного драйва. В прошлом году на  конференции сторон Конвенции о биоразнообразии ООН. Лидеры общественных движений и ученые потребовали от правительств стран-участниц введения немедленного моратория на генный драйв.

Текст обращения по мораторию подписали представители более чем 150 организаций, видные общественные деятели и из  Северной и Южной Америки, Европы, Азии, Австралии и Океании и Африки.

В документе в частности говорилось: «Генный драйв – это новый инструмент, который позволяет вносить новые признаки в целые популяции насекомых, растений, млекопитающих и другие организмы. Технология может стать новой формой генетического загрязнения. Могут исчезнуть целые виды, может быть подорвана продовольственная безопасность. Если генный драйв будет выпущен в окружающую среду, это может привести к бесконтрольному распространению модифицированных генов в популяции диких и одомашненных видов животных и растений. Это может привести к изменениям экосистем, пищевых цепей, нанести урон биоразнообразию и истреблению полезных организмов, в частности насекомых-опылителей. Генный драйв может нанести урон почвам, воде, производству продуктов питания, а также практике ведения крестьянского агроэкологического сельского хозяйства и землепользованию коренных народов».

Остановить генный драйв!

Однако мораторий введен не был и результаты полевых экспериментов демонстрируют, по мнению британских экологов, недостаточный уровень проработки технологии и ее потенциальную опасность для биоразнообразия и людей. А эксперимент в Бразилии вообще показал, что само понятие генный драйв еще требует доработки.

По данным международной общественной организации «Друзья Земли», опубликованным в прошлом году, в Британии и США работы по проектам, связанным с генным драйвом, ведутся при со-финансировании военного ведомства США, а лоббистская деятельность в ООН по продвижению технологии оплачивается из фонда Биллы и Мелинды Гейтс через пиар-агентство «Emerging Ag».

Biosafety.ru