Ученые обеспокоились развитием устойчивости к ГМ-технологии CRISPR — Naked ScienceNaked Science
21.07.2017, 06:11
6 минут
Naked Science
19

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

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.

Сегодня, 13:22
4 минуты
Сергей Васильев

В Сети появились новые фотографии обнаруженной китайским луноходом «гелеподобной субстанции», которая оказалась вовсе не гелем.

21 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Подразделение Национальной гвардии США получило первый истребитель пятого поколения.

Вчера, 13:36
4 минуты
Илья Ведмеденко

Частная компания Laros планирует осуществить запуск первого в России многоразового носителя в следующем году.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

17 октября
5 минут
Илья Ведмеденко

Американские военные намерены получить прототип инновационного орудия в 2023 году.

18 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Военные США могут вооружиться перспективной винтовкой RM277, использующей мощные 6,8-миллиметровые патроны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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