Lontoon Imperial-yliopiston tutkijat ovat ottaneet käyttöön troijalaisen hevosen kaltaisen geenitekniikan muodon laboratorioympäristössä malariaa välittävien hyttysten populaation puhdistamiseksi alle 11 sukupolvessa.
Aseellisina CRISPR-geenillä muokatulla sterilointimutaatiolla biologit soluttautuivat Anopheles gambiae -ryhmään ja esittelivät tappavan geenimodifikaation vain muutamalle epäuskoisille hyönteisille. Kuten Megan Molteni raportoi Wiredille, mutaatio valmisti salakavalan tehtävänsä seitsemän - 11 sukupolven kuluessa, levittäen nopeasti steriiliyden väestön keskuudessa ja osoittaen voimakkaan - vaikkakin kiistanalaisen - välineen nousua maailmanlaajuiseen malarian torjuntaan.
Imperial-ryhmän havainnot, jotka on äskettäin julkaistu Nature Biotechnology -sivustolla, edustavat ensimmäisiä onnistuneita ”geeniajo” -tekniikan käyttöönottoja. Geeniajurit uhmatavat genetiikan lakeja lisäämällä huomattavasti todennäköisyyttä siitä, että piirre siirtyisi jälkeläisille.
Science News 'Tina Hesman Saeyn mukaan tutkijoiden geenivaro muutti hyttysten kaksoissuosigeeniä. Naaraat, jotka perivät kaksi kopiota tästä mutatoidusta geenistä, kehittivät miehien kaltaisia antenneja ja katkereita, jolloin he eivät pysty munimaan tai puremaan saalistaan. Miehet ja naiset, jotka perivät vain yhden kopion, olivat suurelta osin muuttumattomia.
Geeniaseman onnistumisen testaamiseksi biologit täyttivät kaksi häkkiä seoksella, jossa oli 300 naispuolista hyttysiä, 150 muuttumatonta urosta ja 150 muuntogeenistä urosta. Yhdessä häkkipopulaatiossa muuttunut geeni levisi kaikkiin hyttysiin seitsemännen sukupolven ajan, jolloin kahdeksas ja viimeinen sukupolvi eivät pysty tuottamaan jälkeläisiä. Toisella populaatiolla kesti 11 sukupolvea kuolemaan samalla tavalla.
Normaalitilanteessa jälkeläisillä on 50 prosentin mahdollisuus periä vanhemman antama geeni. Jos esimerkiksi mieshyttysellä on muuttunut geeni, hän saattaa siirtää sen toisen lapselleen. Sitten uusi muutettu geenikantaja voisi vuorostaan siirtää geenin yhdelle kahdesta lapsestaan ja niin edelleen. Kun geeniajurit tulevat kuvaan, muuttuneilla geeneillä on kuitenkin paljon suurempi mahdollisuus levitä jälkeläisiin. Edellä mainittu uroshyttynen saattaa siirtää modifioidun geeninsä molemmille lapsille, mikä lisää todennäköisyyttä, että myös hänen kaukaiset jälkeläiset perivät geenin.
Imperial joukkue pystyi ohittamaan “resistenssin” - yhden tärkeimmistä geenien ajamiseen liittyvistä ongelmista - kohdistamalla kaksoisseksi-geenin, joka ei siedä mutaatioita. Imperial College -lehden lehdistötiedotteen mukaan aiemmat geenivaroituskokeet ovat tukahduttaneet geenit, jotka mukautuvat tutkijoiden aiheuttamiin muutoksiin mahdollistaen niiden normaalin toiminnan ja vastustavan asemaa.
"Emme väitä, että tämä on 100-prosenttisesti vastustuskykyistä", pääkirjailija Andrea Crisanti kertoo New York Timesin Nicholas Wadelle. "Mutta se näyttää erittäin lupaavalta."
Tutkimuksen tulosten toistaminen luonnossa voisi auttaa tutkijoita torjumaan malariaa, tautia, joka on rehottavaa Afrikan mantereella. Maailman terveysjärjestön mukaan vuonna 2016 kaikkialla maailmassa havaittiin hämmästyttävää 216 miljoonaa tapausta (kuolemantapaus oli 445 000).
Silti tekniikka aiheuttaa merkittäviä riskejä: Kun geeniajoneuvo on päästetty villiin, sitä ei voida yksinkertaisesti palauttaa takaisin. Ja Wade huomauttaa, että vaikutuksia ei todennäköisesti voida rajoittaa yhteen maahan, mikä tarkoittaa, että globaaleilla hyönteispopulaatioilla voi olla ei-toivottuja sivuvaikutuksia.
Biologi Ricarda Steinbrecher kertoo NPR: n Rob Steinille, että kokonaisen lajin hävittäminen voi johtaa ekosysteemien kaatumiseen tai muiden mahdollisesti haitallisten hyönteisryhmien syntymiseen. Jim Thomas, teknologiakeskeisen ETC-ryhmän toimitusjohtaja, lisää, että puolustusteollisuus voisi jopa muuttaa geenien käytön sota-aseiksi, jotka levittävät ”myrkyllisiä” aineita väestön välillä.
Ennen kuin nämä ongelmat voidaan ratkaista, tutkijoiden on vietettävä useita vuosia tekniikan hienosäätöön. Kuten BBC News raportoi, tutkijoiden seuraava askel on testata tekniikkaan suuremmissa populaatioissa, jotka sijaitsevat vähemmän keinotekoisissa ympäristöissä.
Malariaa välittävien hyttysten maailmanlaajuinen hävittäminen voi olla edelleen melko kaukainen tavoite, mutta Massachusettsin teknillisen instituutin biologi Kevin Esvelt, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, kertoo New York Timesin Wadelle, että geeninsiirtotekniikoiden edistäminen voi olla avain - huolimatta tekniikkaan liittyvistä mahdollisista riskeistä.
Esvelt toteaa lopuksi: "Malarian tiedossa olevat haitat ovat huomattavasti suuremmat kuin kaikki tähän mennessä mahdolliset ekologiset sivuvaikutukset, vaikka ne kaikki tapahtuisivat kerralla."
