Ученые обеспокоились развитием устойчивости к ГМ-технологии CRISPR — Naked Science
6 минут
Редакция

Ученые обеспокоились развитием устойчивости к ГМ-технологии CRISPR

Эксперименты на дрозофилах показали, что в популяции может легко возникнуть и распространиться «резистентность» к модификации генов с помощью CRISPR/Cas9.

072017_ti_gene-drive_main
©Wikipedia

Техника генной модификации CRISPR/Cas9 заимствована у иммунной системы бактерий, которые используют эти молекулы для борьбы с вирусами. Она демонстрирует такую точность и эффективность работы, что в последние годы ученые всерьез поговаривают об использовании ГМ для борьбы с природными вредителями и разносчиками болезней. Для этого разрабатываются методы «генного драйва», способствующие распространению в популяции нужного гена – например, делающего потомство частично стерильным или неподходящим для переноса инфекции.

 

Помимо такого гена система генетического драйва должна содержать ген, кодирующий белок Cas9, который разрезает ДНК, а также фрагменты направляющей РНК, которые указывают белку-нуклеазе точное место действия. Филипп Мессер (Philipp Messer) и его коллеги из Корнеллского университета дополнили этот набор геном флуоресцентного белка, который позволил им легко отслеживать распространение CRISPR-комплексов в популяции лабораторных мушек-дрозофил. Результаты ученые приводят в статье, опубликованной журналом PLOS Genetics.

 

Такая система генетического драйва быстро распространяет ген в популяции. Если скрещивание произошло между родителями, из которых только один несет CRISPR-«комплект», то он начнет работу в оплодотворенной яйцеклетке. В теории, Cas9 внесет разрыв точно в нужной части ДНК, после чего системы репарации клетки заполнят образовавшееся пространство, скопировав недостающие звенья с CRISPR-«комплекта» на гомологичной (парной) хромосоме. Однако в реальных экспериментах все происходит не всегда идеально, и система может работать с ошибками.

 

Если только одна копия ДНК несет комплект «генетического драйва» (1), то Cas9 вносит в другую разрыв (2), после чего он заполняется копиями нужных генов (3). Иногда этот процесс происходит с ошибками, приводя к развитию устойчивости (4) / ©PLOS Genetics

 

Мессер и его коллеги показали, что в некоторых случаях нуклеаза Cas9 производится в избыточном количестве, снова и снова разрезая целевую хромосому. В других вариантах ошибки происходили еще в процессе или до оплодотворения – так или иначе, но распространение «комплекта» в популяции замедлялось, а то и вовсе останавливалось. Скорость развития устойчивости у разных штаммов сильно варьировалась, составляя от пяти до 56 процентов, которые делают применение технологии уже почти бессмысленным.

 

«Эта “резистентность” легко разрушит практически любые намеренные попытки применения генного драйва, – резюмируют исследователи, – и представляет собой большую проблему для множества ее многообещающих применений». О ее существовании было известно и раньше, однако теперь, впервые рассмотрев распространение устойчивости в эксперименте, ученые относятся к ней куда более серьезно.

 

Стоит добавить, что уже предложены и даже экспериментально опробованы несколько методов противодействия развитию такой устойчивости. Этому посвящена отдельная статья, которую Мессер с соавторами представили на сервисе препринтов BioRxiv.org – в ней, в частности, демонстрируется потенциал параллельного использования нескольких направляющих РНК.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
30 ноября
7 минут
Василий Парфенов

История с загадочным артефактом в американском штате Юта становится все запутаннее. Мало того, что, вопреки всем предосторожностям властей, «монолит» нашли любопытные граждане, так его еще украли. А недавно стало известно об аналогичной находке в Европе — на территории археологического памятника в Пятра-Нямце, Румыния.

30 ноября
4 минуты
Василий Парфенов

Пилотируемый глубоководный аппарат «Фэньдоучжэ» опустился на глубину 10 909 метров в Марианскую впадину. Во время этого погружения впервые осуществлялась прямая трансляция фото и видео на поверхность.

29 ноября
54 минуты
Александр Березин

Ровно 208 лет назад русские войска разгромили армию Наполеона при Березине. Часто говорят, что отступление французской Великой армии из Москвы было чередой ее неудач и русских успехов. Однако реальность оказалась заметно сложнее: де-факто русские войска понесли большие неоправданные потери, а общим итогом кампании стало бегство Наполеона из России, но не его пленение, почти неизбежное в тех условиях. Наиболее вероятной причиной всех этих проблем было особое геополитическое видение ситуации одним человеком — Михаилом Кутузовым. Рассказываем, почему он не хотел побеждать Наполеона и сколько жизней за это заплатила наша страна.

24 ноября
8 минут
Мария Азарова

Попадание патогена в эпителий слизистой дыхательных путей и захват вирусом бокаловидных клеток приводит к нарушению слизистого барьера. Из-за уменьшения количества муцина снижается не только обонятельная чувствительность, но и возникают неприятные ощущения в носу и рту, в том числе сухость.

24 ноября
7 минут
Василий Парфенов

Фанаты эпической киноленты «Космическая одиссея 2001 года» могут ликовать: на Земле нашли объект, похожий на показанные в фильме монолиты. Необычный металлический артефакт обнаружили сотрудники Департамента общественной безопасности штата Юта во время рутинного облета территорий.

30 ноября
7 минут
Василий Парфенов

История с загадочным артефактом в американском штате Юта становится все запутаннее. Мало того, что, вопреки всем предосторожностям властей, «монолит» нашли любопытные граждане, так его еще украли. А недавно стало известно об аналогичной находке в Европе — на территории археологического памятника в Пятра-Нямце, Румыния.

14 ноября
34 минуты
Василий Парфенов

На вопрос, кто проживает на дне океана, люди отвечают по-разному. Дети и некоторые взрослые скажут: Губка Боб Квадратные Штаны. Фанаты Лавкрафта благоговейно, но с огоньком в глазах пробормочут нечто вроде «Ктулху фхтагн». А подводники и океанологи задумчиво посмотрят на вопрошающего и, если повезет, расскажут много интересного. Про квакеров, «биоуток», «блуп» и еще Посейдон его знает какие аномальные явления подводного мира.

22 ноября
25 минут
Александр Березин

Планеты вокруг нашего Солнца расположены совсем не так, как в других системах. И это имеет крайне необычные практические последствия: расчеты показывают, что вокруг нашей звезды должны вращаться две потенциально обитаемые планеты, а не одна, как сейчас. Одна из них куда-то бесследно исчезла – и это еще в лучшем случае. Рассказываем, почему так получилось и кто конкретно в этом виноват.

24 ноября
8 минут
Мария Азарова

Попадание патогена в эпителий слизистой дыхательных путей и захват вирусом бокаловидных клеток приводит к нарушению слизистого барьера. Из-за уменьшения количества муцина снижается не только обонятельная чувствительность, но и возникают неприятные ощущения в носу и рту, в том числе сухость.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: