25 октомври 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Изследователи създадоха нов изкуствен вид мухи. Ето защо

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 03 юни 2021 в 00:00 21030
Учените от Калифорнийския университет в Сан Диего са модифицирали генома на плодови мухи, използвайки CRISPR-базирани технологии, за да създадат осем репродуктивно изолирани вида. В бъдеще тази техника може да бъде адаптирана към други организми, включително растения, насекоми и гръбначни животни, за да осигурят нови възможности за биоконтрол. Кредит: Akbari, UC San Diego

Изследователите създават нови базирани на CRISPR видове мухи като нов метод за генен контрол на разпространението им.

Базираните на CRISPR технологии предлагат огромен потенциал в полза на човешкото здраве и безопасност, от изкореняването на болестите до увеличването на селскостопанската продукция. Като един пример се разработват базирани на CRISPR генни драйвове*, проектирани да разпространяват специфични черти чрез целеви популации, за да спрат предаването на опасни заболявания като малария и треска денга.

*Генният драйв е естествен процес или технология на генното инженерство, която се разпространява конкретен набор от гени в цялата популация  чрез промяна на вероятността специфичен алел да бъде предаден на потомството, вместо по Мендел с 50% вероятност.

Но много учени и етици изразиха загриженост относно неконтролираното разпространение на подобни генни драйвове. Веднъж разпространени в дивата природа, как учените могат да предотвратят неконтролируемо разпространение на генетични драйвове сред популациите като горски пожар?

Сега учени от Калифорнийския университет в Сан Диего и техните колеги са разработили генна техника с вградена генетична бариера, която е предназначена да поддържа ГМ-организма под контрол. Водени от молекулярния генетик Омар Акбари (Omar Akbari), изследователите са проектирали синтетични видове мухи, които при освобождаване в достатъчен брой действат като генни драйвове, които могат да се разпространяват локално и да се обърне тенденцията, ако е необходимо.

Учените описват развитието на своите SPECIES или "ВИДОВЕ", съкращение от Synthetic Postzygotic barriers Exploiting CRISPR-based Incompatibilities for Engineering Species (Синтетични постзиготични бариери, използващи CRISPR-базирани несъвместимости за генно-инженерни видове) като доказателство за концепцията - иновация, която може да се приложи и към други видове, като например насекоми, преносители на болести. Разпространението на генни драйвове, които ограничават вредителите по ценни хранителни култури, е друг пример за потенциално приложение на SPECIES.

„Генните драйвове могат потенциално да се разпространят извън предвидените граници и да бъдат трудни за контрол. SPECIES предлага начин за контрол на популациите по много безопасен и обратим начин”, обяснява Акбари, доцент по биологични науки на Университета в Сан Диего и водещ автор на статията, публикувана в списание Nature Communications.

Идеята за създаването на SPECIES отразява формирането на нови видове в природата. Тъй като членовете на един вид се разделят с течение на времето например поради образуване на нова земя, отделяне заради земетресение или друго геоложко събитие, в крайна сметка може да се развие нов вид заради физическа изолация. Ако в крайна сметка новият вид се върне да се чифтосва с оригиналния вид, но биха могли да произведат нежизнеспособно потомство поради биологични промени след разделянето чрез природен феномен, известен като репродуктивна изолация.

Работейки с вида мухи Drosophila melanogaster, изследователите от Калифорнийския университет в Сан Диего и техните колеги от Калифорнийския технологичен институт,  Калифорнийския университет Бъркли и Innovative Genomics Institute използват CRISPR технологии за генетично редактиране, за да разработят мухи, кодиращи системата SPECIES, които са репродуктивно несъвместими с дивите версии на Drosophila melanogaster.

„Въпреки че видообразуването се случва последователно в природата, създаването на нов изкуствен вид всъщност е доста голямо предизвикателство за биоинженерството“, заявява Анна Бухман (Anna Buchman), водещ автор на статията. „Красотата на подхода SPECIES е, че той опростява процеса, като ни дава определен набор от инструменти, от които се нуждаем за всеки организъм, за да постигнем елегантно видообразуване“.

По принцип, когато SPECIES са разпространят в дивата природа в достатъчно количество, те могат по контролиран начин завземат популацията  и да заменят всичките си диви събратя. Като се използва маларията като пример, SPECIES комари могат да бъдат отгледани с генетичен елемент, който да ги направи неспособни да предават малария.

„Може да разпространите SPECIES против малария в целевата популация по ограничен и контролируем начин“, коментира Акбари. „Тъй като SPECIES са несъвместими с комарите от дивите видове, популациите им могат да бъдат контролирани и редуцирани чрез ограничаване на праговата им популация под 50 процента. Това ви дава възможност да ограничите и намалите разпространението им, ако желаете".

Тъй като бариерата SPECIES изпълнява ролята си за временно заместване на популации от див тип, броят им може да бъде намален с повторното въвеждане на популации от див тип.

„Това по същество ни позволява да използваме цялата сила на генните драйвове - като елиминиране на болести или защита на културите - без високия риск от неконтролируемо разпространение“, отбелязва Акбари.

Справка: Buchman, A., Shriner, I., Yang, T. et al. Engineered reproductively isolated species drive reversible population replacement. Nat Commun 12, 3281 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23531-z

Източник: Researchers Engineered a New Synthetic Fly Species – Here’s Why, Scitech daily


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.