Pirmais gēnu virziens zīdītājiem varētu palīdzēt plašam Jaunzēlandes izskaušanas plānam

Fluorescējošās peles, kā redzams arhīva fotoattēlā.

Zinātnieki, kas strādā sadarbībā ar ASV dabas aizsardzības grupu, saka, ka viņi pirmo reizi ir izveidojuši evolūcijas deformācijas tehnoloģiju, ko sauc par gēnu piedziņu zīdītājiem, un varētu to izmantot, lai iznīcinātu invazīvus grauzējus, kas salās posta jūras putnus.

Gēnu piedziņas tehnoloģija, kas līdz šim demonstrēta tikai kukaiņos un raugos, ir spēcīgs veids, kā novirzīt DNS mantojumu tā, lai savvaļas dzīvniekus vairojoties var ģenētiski mainīt, tostarp izraisīt populācijas avāriju.

Tagad divas zinātniskās komandas — viena Austrālijā un viena Teksasā — apgalvo, ka ir ģenētiski modificējušas mājas peli, Peles muskulis , lai tā genomā būtu arī ģenētiski pārsteigumi, kas varētu tikt atklāti savvaļas populācijās. Modificētie grauzēji dzimuši pēdējo divu mēnešu laikā, un rezultāti vēl ir provizoriski.

Centienus izveidot gēnu virzienus zīdītājiem koordinē Salas saglabāšana , enerģiski apveltīta dabas aizsardzības grupa, kas atrodas Santakrusā, Kalifornijā un kuras specializācija ir mazu salu bombardēšana ar žurku indi, lai glābtu apdraudētos jūras putnus. Tās devīze ir novērst izmiršanu.

Bet inde nedarbojas, lai iznīcinātu grauzējus lielākās salās vai ļoti apdzīvotās salās. Tāpēc grupa uzskata, ka gēnu virzieni varētu būt pārveidojošā tehnoloģija, kas tai ļauj paplašināt savu kampaņu uz vēl tūkstošiem salu, kuras, pēc tās teiktā, ir inficētas. Mēs meklējām kaut ko patiešām nepieredzētu, saka Karls Kempbels, bezpeļņas organizācijas programmu direktors, kas plāno tērēt aptuveni 7 miljonus USD gadā, lai paātrinātu tehnikas sākotnējo pārbaudi uz attālas salas, kuru ieskauj okeāna jūdzes. ja varas iestādes to atļauj.

Kempbels saka, ka viņi cenšas radīt bezmeitām peles, kuras gēnu vadītspējas dēļ spēj radīt tikai vīriešu kārtas pēcnācējus. Dzimumu ietekmējošais efekts samazinātu peļu populācijas uz salas, iespējams, līdz nullei, ja tas izrādīsies efektīvs.

Peles ir agrīns priekšstats par ideju, ko sauc par sintētisko saglabāšanu, kurā gēnu inženierija tiek uzskatīta par līdzekli izmirušu dzīvnieku atdzīvināšanai, ģenētisku papildināšanu apdraudētajām sugām ar sekliem gēnu fondiem vai invazīvo kaitēkļu izskaušanu, kas posta vietējos augus un dzīvniekus.

Un grauzēji ir augstajā nemiera cēlāju sarakstā. Tos atnesuši kuģu vraki vai jūrnieki, tie plūst pāri okeāna salām, apdraudot vietējos jūras putnus. Lai gan žurkas ir lielākā problēma, arī peles rada postījumus. Klusā okeāna salās peles ir filmētas graužot albatrosa cāļus , kas pret tiem ir neaizsargāti.

Tomēr grupas plāni ir sašķēluši ekologus, no kuriem daži saskata velna darījumu reibinošajā jaunajā varā mainīt dabu. Saglabāšana nozīmē rūpes par dabas pasauli, nevis tās pārveidi, saka Klēra Hopa Kamingsa , vides juriste, kura saka, ka atteikusies no atbalsta Island Conservation saistībā ar tās gēnu virzību.

Pat gēnu piedziņas tehnoloģijas atbalstītāji saka, ka tā ir rūpīgi jāizpēta un piesardzīgi jāizvieto, kā arī apgalvo, ka tā var nedarboties, kā reklamēts. Pagājušajā gadā ASV Nacionālās akadēmijas ieteica izmantot lēnu pieeju, norādot, ka koncepcijas pierādījums dažās laboratorijās nav pietiekams, lai atbalstītu lēmumu izlaist vidē gēnu vadītus organismus.

Bet ir grūti nesaskatīt potenciālu. Jaunzēlande, kuras lidojošos putnus, sākot no 19. gadsimta, pārņēma rietumnieku atvestās sugas, š.g. paziņoja plāno 30 gadu laikā kļūt par brīvu no plēsoņām, iznīcinot simtiem miljonu žurku, sēņu un zebiekstu. Valsts parlaments ir teicis, ka gēnu virzieni varētu būt izrāviens, kas ļauj sasniegt mērķi.

Vai nav liegtas prasības? Tas ir tas, ko mēs darītu. Tas būtu fenomenāli, saka Kempbels par invazīvo plēsoņu sugu attīrīšanu pie Jaunzēlandes. Pēc tam, kad būsim tiem tikuši cauri, es nesaprotu, kāpēc jūs nedomātu par kontinentālajām teritorijām, piemēram, graustiem vai ekosistēmām, kurās arī ir iebrukušas žurkas, viņš saka.

Bez meitas pelēm

Cilvēka radīta gēnu dzinējspēks pirmo reizi tika demonstrēts augļu mušām tikai 2015. gadā. Dažu mēnešu laikā šī koncepcija tika paplašināta, iekļaujot odus, un jau tagad tehnoloģija tiek uzskatīta par pietiekami daudzsološu, lai no Bila Geitsa, kura fonds ir derības, būtu iegūti 75 miljoni USD. ka odu dzēšana varētu izskaust malāriju no Āfrikas .

Tātad tas bija tikai laika jautājums — izrādījās, ka pagājuši mazāk nekā divi gadi —, pirms tehnika tika pielāgota zīdītājiem.

Abas zinātnieku grupas, kas saskaņoja savu darbu ar Island Conservation, vienojās atklāt sava tehniskā progresa apjomu MIT tehnoloģiju apskats , norādot uz nepieciešamību izstrādāt jaudīgu gēnu piedziņas tehnoloģiju atklātā vietā, nevis aiz slēgtām durvīm.

Šis ir īstais laiks, lai apspriestu tehnoloģiju riskus, saka Pols Tomass , peļu ģenētiķis Adelaidas Universitātē, Dienvidaustrālijā. Mums vēl jāskatās, vai tas vispār darbojas. Un tas ne tikai parāda, ka tas darbojas, bet arī cik tas ir efektīvs un stabils.

Tomass saka, ka viņš un viņa studenti radīja gēnu vadītas peles, izmantojot CRISPR, jaudīgo DNS rediģēšanas tehnoloģiju. Lai to izdarītu, austrālieši izveidoja CRISPR par savtīgu gēnu, kas paredzēts, lai nodotu sevi gandrīz visiem peles pēcnācējiem, nevis tikai pusei, kā tas būtu sagaidāms. Lai izsekotu tā izplatībai, viņi ir arī pievienojuši fluorescējošu proteīnu, lai peles, kas to manto, mirdzētu sarkanā krāsā, kad tās apspīdināsiet ar melnu gaismu.

Tā kā kritiķi satraucas par iespēju, ka gēnu vadīts organisms varētu izkļūt no laboratorijas, Tomass saka, ka viņa laboratorija ir veikusi piesardzības pasākumus, lai novērstu negadījumu, tostarp izstrādājusi drošības elementus, lai disku vēl nevarētu pārnest uz savvaļas pelēm. Kad es runāju ar viņu janvārī, Tomass teica, ka viņš gatavojas sākt audzēt pirmo laboratorijas dzīvnieku kopu, lai noteiktu, vai piedziņa darbojas, kā paredzēts. Šis solis, kas pārņemts dažās paaudzēs, prasīs vairākus mēnešus.

Otra komanda atrodas Teksasas A&M universitātē, un to vada peles ģenētiķis Deivids Threadgills , kurš saka, ka viņa laboratorija ir izstrādājusi pirmās paaudzes bezmeitām peles. Daži tagad tiek audzēti, lai noteiktu, vai tikai vīriešiem paredzētā iezīme tiek nodota nākamajām paaudzēm, kā tiek cerēts.

CRISPR vietā Threadgill laboratorija izmantoja citu stratēģiju, izmantojot dabiski sastopamu gēnu grupu, ko sauc par t-kompleksu. Šim ģenētiskajam elementam izdodas arī savtīgi izplatīties, kaitējot spermatozoīdiem, kuriem tā nav, un dodot priekšroku tiem, kuriem tā ir, tāpēc tie galu galā apaugļo olas un rada vairāk peļu mazuļu. T-kompleksa versijas jau ir daudzām savvaļas pelēm.

Lai padarītu pelēm bez meitām, Threadgill komanda ieviesa papildu modifikāciju. Viņi t-kompleksam pievienoja papildu Sry kopiju, gēna, kas parasti atrodas Y hromosomā un kas nosaka, vai zīdītājs izrādās vīrietis. Ja dzinulis darbojas kā paredzēts — kaut kam vajadzētu būt skaidram dažu nedēļu laikā — vairāk nekā deviņi no 10 peļu mazuļiem var pārmantot Sry un iegūt vīriešu dzimuma orgānus. Pietiekami lielos daudzumos izlaistas uz salas grauzēji bez meitām vairāku mēnešu līdz dažu gadu laikā var radīt peļu populāciju, kas, tā sakot, ir tikai Mikijs un bez Minnijas. Tad peles izmirtu.

Žurku sala

Island Conservation tika izveidota 20. gadsimta 90. gados, un tās agrīnie varoņdarbi, aizvācot kaķus, kazas un pat savvaļas ēzeļus no Baja California, ir aprakstīti Žurku sala , grāmatas garuma pārskats par globālajiem salu attīrīšanas centieniem, kas līdz šim ir iznīcinājuši grauzējus no 500 salām.

Trūkums ir tas, ka aizsardzības grupas ir paļāvušās uz brodifakumu, toksīnu, kas ir 100 reizes spēcīgāks par žurku indu varfarīnu. Grauzēji pēc to ēšanas noasiņo līdz nāvei. Tāpat arī visiem plikajiem ērgļiem un kaijām, kam nav paveicies, lai sagrautu saindēto laupījumu.

Teorētiski gēnu piedziņa ir ideāls risinājums. Tas skartu tikai vienu sugu, un tas ir pilnīgi nesāpīgs. Bet daži zinātnieki brīdina, ka tehnoloģija var nekad nedarboties, kā plānots. Uz salas novietotās laboratorijas peles būtu pirmās, kuras satvertu plēsējs. Un mātītes var izjaukt gēnu virzienu, izvairoties no dažiem tēviņiem vai pat attīstīt pretestību pret to. Es domāju, ka patiesībā ir ļoti daudz lietu, kas var noiet greizi, saka Nīls Džemels , pētnieks Otago Universitātē Jaunzēlandē. Ja domājat, ka vienkārši atlaidīsit lietas un tās jūsu vietā izskaustu, tā ir liela kļūda.

Island Conservation, kas sākotnēji paziņoja, ka plāno veikt testu jūrā līdz 2020. gadam, kopš tā laika ir atkāpusies no šīs prognozes, atsaucoties uz atklātiem tehniskiem un regulējošiem jautājumiem.

Tas nenozīmē, ka Džemelu tas neinteresē. 2016. gadā Jaunzēlandes valdība oficiāli sāka darbu Predator Free 2050 — tās ambiciozais plāns nogalināt visas žurkas, zebiekstes un zebiekstes visā tās 103 483 kvadrātjūdzes lielajā teritorijā. Programmas dokumentos gēnu virzieni tiek saukti par reālistiskām perspektīvām, un Gemmell ir daļa no komitejas, kas izskata iespējas.

Ģenētiskā uzbrukuma izmantošana kopā ar indi un slazdiem, iespējams, ir vienīgais veids, kā nodrošināt, ka izskaušana notiek lēti un ātri, saka Džemels, taču šķēršļi izskatās biedējoši. Pat ja piedziņas darbojas ar pelēm, neviens vēl nekad nav ģenētiski izstrādājis oposumu vai zebiekste. Un kā vispār izskatītos selekcijas centrs, kas nedēļā varētu izaudzēt tūkstošiem ģenētiski modificētu augu? Turklāt, tā kā posumi vairojas tikai reizi gadā, var paiet daudzi gadi vai gadu desmiti, līdz gēnu virzībai būs nāvējošs efekts.

Gēnu piedziņas izmantošana nespēs virzīties uz priekšu bez plaša sabiedrības atbalsta. Un to varētu būt grūti uzvarēt, ņemot vērā to, kā tas jau šķeļ dabas aizstāvjus. Dažas grupas, piemēram, Zemes draugi, ir dziļi aizdomīgas pret jebkādu gēnu inženieriju un sauc par gēniem nepareizu risinājumu patiesajai bioloģiskās daudzveidības samazināšanās problēmai.

Vides juriste Kamingsa, kas ir arī ĢMO kritiskas grāmatas autore, saka, ka viņu arī satrauc plāni mērķēt uz peļu mātītēm. Bez meitas viss ir problēma, viņa saka. Visa koncepcija “likvidēt sievieti” ir jāaplūko filozofiski un ētiski. Kamingsa, kas ir uzklausījusi Island Conservation argumentus, saka, ka viņa ir nonākusi pie secinājuma, ka jūras putnu glābšana no žurkām tiek izmantota, lai balinātu šo tehnoloģiju, lai nodrošinātu morālo segumu, lai gan tas varētu būt pasaulē bīstamākais bioierocis.

Abas puses pagājušajā gadā vairākas reizes, pēdējo reizi decembrī, debatēja Kankunā par ANO Konvenciju par bioloģisko daudzveidību, kur aktīvisti, tostarp Zemes draugi un ETC grupa, pulcēja aptuveni 170 pilsoniskās sabiedrības grupas, aicinot noteikt moratoriju gēnu virzīšanai. Vēstule parakstīja gaismekļi, tostarp primatoloģe Džeina Gudela, brīdināja, ka genocīda gēniem var būt sekas, ko mēs neaptveram.

Centieni piespiest aizliegumu izpalika.

paslēpties