Группа ученых использовала современные методы редактирования генома, чтобы создать малярийных комаров, в организме которых не может развиваться плазмодий – возбудитель малярии. В случае дальнейшего развития данный метод станет новым и, возможно, наиболее эффективным способом искоренить малярию.
Энтони Джеймс (Anthony James) из Калифорнийского университета в Ирвейне начал работать над этой проблемой 20 лет назад. В 2012 году ему удалось выделить из генома мыши ген, ответственный за антитела к малярии, который делает грызунов невосприимчивыми к малярии человека. Ген удалось встроить в геном одного из видов малярийных комаров, и, как показал эксперимент, малярийный плазмодий, попав в организм комара, погибал. Но у Энтони Джеймса не было метода, который позволил бы редактировать геном тысяч комаров в природе.
На помощь пришел Итен Бир (Ethan Bier), чья лаборатория в Калифорнийском университете в Сан-Диего, занимается редактированием генома мух дрозофил при помощи метода CRISPR-Cas9 (подробнее о нем можно прочитать в очерках «Редактирование генома: за и против» и «Новый шаг в редактировании генома»). Бир пришел к выводу, что данный метод поможет решить и проблему с малярийными комарами.
Предстояло выполнить сложную задачу: внедрить в геном комара огромный фрагмент ДНК размером 17 тысяч оснований, чтобы при этом он сохранил активность. Опыты проводились над самцами и самками вида Anopheles stephensi. Для проверки наследуемости нужного гена ученые сцепили его с геном, определяющим цвет глаз комара. В результате все комары, которые унаследовали пересаженный ген, имели светлые глаза.
Технология оказалась эффективной, и 99 % потомства трансгенных комаров получало нужный ген от родителей. Ген был активен в организме насекомого, обеспечивая надежный заслон от малярийного плазмодия. Расчеты показывают, что за 10 поколений комаров ген распространится по всей популяции.
Однако исследователи столкнулись с рядом проблем. Ген не работает у самок малярийного комара. К тому же белок Cas9, используемый для редактирования генома, оказался токсичным для комаров, и его пришлось немного модифицировать. Но исследователи уверены, что в целом выбранная ими стратегия будет работать.
Теперь предстоит проверить возможные экологические эффекты от данного вмешательства в геном, а также убедиться, что изменения остаются стабильными на протяжении многих поколений комаров. Также впереди еще разработка национальных и международных норм использования генетически модифицированных комаров в природе.
О работе ученых рассказывается в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
