Ученые обеспокоились развитием устойчивости к ГМ-технологии CRISPR — Naked Science
21.07.2017
Редакция Naked Science

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.
8 часов назад
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

Вчера, 19:40
Василий Парфенов

Следует признать: амбициозные планы Илона Маска по освоению Марса столкнулись с суровой реальностью американской бюрократии раньше, чем предполагалось. Не успела его компания SpaceX начать тестирование системы из ускорителя Super Heavy и космического корабля Starship, как регуляторные органы высказали свое «фи». Первый орбитальный запуск исполинской ракеты никак не получит соответствующих разрешений, но наконец-то появилась надежда на положительный исход экологической оценки. Правда, космодром в Бока-Чика должен принять кое-какие расширенные меры по защите окружающей среды.

Вчера, 13:03
Алиса Гаджиева

Иранские ученые расшифровали тексты с глиняных табличек времен правления Дария I.

8 часов назад
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

19 сентября
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении на протяжении троих суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

Вчера, 19:40
Василий Парфенов

Следует признать: амбициозные планы Илона Маска по освоению Марса столкнулись с суровой реальностью американской бюрократии раньше, чем предполагалось. Не успела его компания SpaceX начать тестирование системы из ускорителя Super Heavy и космического корабля Starship, как регуляторные органы высказали свое «фи». Первый орбитальный запуск исполинской ракеты никак не получит соответствующих разрешений, но наконец-то появилась надежда на положительный исход экологической оценки. Правда, космодром в Бока-Чика должен принять кое-какие расширенные меры по защите окружающей среды.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: