211service.com
Rolnicy starają się wdrożyć potężny napęd genowy
Technologia, której obawiano się o swój potencjał jako broni biologicznej, wzbudza zainteresowanie rolników jako sposób na zwalczanie szkodników. 12 grudnia 2017 r.
Dzięki uprzejmości Omara Akbari
Odkąd po raz pierwszy pojawiła się w północnej Kalifornii w 2008 roku, muszka drozofila cętkowana, rodzaj muszki owocowej pochodzącej z Azji, stała się zmorą stanowych farm czereśni ze względu na ostry jak brzytwa pokładeł na jej ogonie.
Zamiast składać jaja w gnijących jagodach, jak robią to muchy domowe, gatunek inwazyjny wybija dziury w wciąż dojrzewających owocach, psując je. Koszty dla rolnictwa w USA: około 700 milionów dolarów rocznie.
Kalifornijscy hodowcy wiśni myślą, że mogą znaleźć sposób na tanie pozbycie się much. Aby to zrobić, liczą na technologię opracowaną przez genetyków: napęd genowy, który może rozprzestrzeniać zmiany DNA wśród dzikich much, potencjalnie je zabijając.
Technologia napędu genowego jest jednym z najszerzej dyskutowanych – i budzących obawy – wynalazków współczesnej biologii. Przeciwnicy nazywają to genetyczną bombą atomową i chcą, aby została zakazana. Inni dostrzegają możliwość bezprecedensowych interwencji w zakresie zdrowia publicznego, takich jak zwalczanie komarów, które rozprzestrzeniają malarię.
Teraz po raz pierwszy pojawiają się komercyjne zastosowania. Dzięki finansowaniu z California Cherry Board naukowcy z University of California w Riverside zainstalowali napęd genowy u inwazyjnego szkodnika, po raz pierwszy technologia została zastosowana u ważnego komercyjnie gatunku.
Larwa muszki owocowej świeci na czerwono. Znakowanie fluorescencyjne sygnalizuje, że odziedziczyła po swojej matce napęd genowy lub samolubny element genetyczny. Dzięki uprzejmości Omara Akbariego
Oprócz tego wysiłku, który pozostaje ograniczony do laboratorium, dwie firmy typu spinout z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego również dążą do komercyjnego wykorzystania napędów genowych. Jeden, Agragene, również zamierza zmieniać rośliny i owady. Jej siostrzana firma, Synbal , chce wykorzystać tę technologię jako szybki sposób inżynierii myszy laboratoryjnych i prawdopodobnie psów domowych.
Chodzi o to, aby mieć geny pod precyzyjną kontrolą w dowolnym organizmie, który modyfikujesz, mówi David Webb, pełniący obowiązki dyrektora generalnego obu firm spinout UCSD, z których żadna nie pozyskała kapitału.
Napęd genowy działa za pośrednictwem tak zwanego samolubnego genu, który jest w stanie się replikować i być dziedziczony przez większość potomstwa zwierzęcia, a nie tylko przez połowę, jak to zwykle bywa. Efekt nazywa się dziedziczeniem super-Mendlowskim .
Problem polega na tym, że modyfikowanie dzikich zwierząt rodzi złożone kwestie etyczne i regulacyjne. Niektórzy naukowcy martwię się, że napędy genowe mogą wpaść w amok — powiedzmy, jeśli zwierzęta laboratoryjne uciekną i rozprzestrzenią zmiany na wolności. Broad Institute of MIT i Harvard dodał nawet napędy genowe do listy zastosowań technologii edycji genów, których, jak sądzi, firmy nie powinny stosować.
Co więcej, każde użycie tak potężnej technologii będzie ściśle regulowane. Takie przeszkody wyjaśniają, dlaczego większość funduszy napędzanych genami pochodzi z filantropii lub wojska. Fundacja Gatesa przeznaczyła ponad 75 milionów dolarów na opracowanie samoniszczących się komarów wywołujących malarię , które jej zdaniem mogą być potrzebne do zlikwidowania tej choroby w Afryce. W tym roku amerykańska wojskowa agencja badawcza DARPA zaczęła wydawać podobną kwotę na rozwój antidota na napędy genowe , powinny być używane jako broń.
California Cherry Board, która reprezentuje hodowców, po prostu chce pozbyć się much. Kiedy szkodniki pojawiły się dziesięć lat temu, sady zaczęły rozpylać środki owadobójcze zwane pyretroidami o nazwach handlowych, takich jak Mustang Maxx i Warrior.
Omara Akbariego. Dzięki uprzejmości Omara Akbari
To w zasadzie najsilniejsza substancja chemiczna, jaka istnieje, mówi Nick Matteis, dyrektor w organizacji hodowców. Spraye zabijają muchy i prawie każdy inny owad, w tym pszczoły. Jeśli nie trzeba było spryskiwać, to wielka sprawa, mówi.
Dla hodowców wiśni napęd genowy wygląda jak precyzyjne narzędzie, które może wyeliminować jeden gatunek spośród tysięcy. W 2013 roku organizacja zaczęła finansować rozwój technologii, wydając około 100 000 USD rocznie, czyli około jednej trzeciej budżetu badawczego, aby profesor Riverside Omar Akbari zainstalował napęd genowy w genomie tej muchy.
Z ich perspektywy to dużo pieniędzy, ale z naszej strony wystarczy tylko na zapłacenie pensji i kilka eksperymentów – mówi Akbari, ekspert od genetyki owadów i jeden z uczestników programu DARPA.
Mimo to w lipcu Akbari odniósł sukces z napędem genowym. Jego technologia, nazwana Medea na cześć greckiej czarodziejki, która zamordowała swoje dzieci, rozprzestrzeniła się na 100 procent much w eksperymentach w klatkach laboratoryjnych.
Następnym krokiem jest ustalenie, jaki ładunek genetyczny należy dołączyć do samolubnego genu. Samice much przeżywają zimę, ponieważ ich ciała wytwarzają krioprotektanty. Dodanie genu blokującego te chemikalia może spowodować zamarznięcie much. Inną możliwością jest genetyczna zmiana pokładełka owadów, tak aby zmieniały swoje zachowanie.
Jeśli pozbyłeś się tego noża lub go stępiłeś, zamiast dźgać dojrzewające wiśnie, składałyby jajko w gnijących owocach, jak zwykłe muchy, mówi Akbari. Muchy nadal by istniały, ale nie byłyby już szkodnikami upraw.
Ludzie obawiają się, że uwolnienie napędów genowych będzie nie do powstrzymania. W rzeczywistości naukowcy mają wiele różnych sztuczek, aby utrzymać je pod kontrolą. W przypadku Akbariego, jego system Medea wymaga dużej liczby owadów do rozpoczęcia reakcji łańcuchowej – co najmniej tysięcy. Oznacza to, że kilka much łapających się na przejażdżkę gdzieś indziej w pudełku z czereśniami prawdopodobnie nie rozłoży przypadkowo przejażdżki.
California Cherry Board twierdzi, że jest teraz gotowa do finansowania badań laboratoryjnych na większą skalę. Aby za nie zapłacić i ostatecznie uzyskać zgodę na wdrożenie napędu genowego, grupa rolników planuje zebrać fundusze od innych sadowników, aby sfinansować korporację pożytku publicznego. W ramach swojego statutu firma miałaby obowiązek utrzymywania swoich planów technicznych i finansów na widoku.
Stworzymy podmiot, który zasadniczo działa w branży powierniczej, mówi Tom Turpen, konsultant, który doradza rolnikom w tworzeniu nowej firmy. W przeciwnym razie, mówi, przeciwnicy GMO prawdopodobnie wywołaliby paraliżującą debatę publiczną.
Matteis, dyrektor wykonawczy Cherry Board, szacuje, że może minąć pięć lat, zanim napęd genowy zostanie zatwierdzony i gotowy do wdrożenia. Ma nadzieję, że do tego czasu opinia publiczna poprze ten plan. „Każdy owad, który uznano za choć odrobinę korzystny dla środowiska, miałby znacznie trudniejsze chwile” – mówi. — Ale ten owad jest niedawnym przybyciem. Byłoby mniej obaw o zakłócenie kręgu życia.