Genų inžinerija. Antra dalis: ar mutantai išnaikintų žiurkes bei invazines rūšis? (1)
Pirmojoje straipsnio dalyje pasakojome apie netradicinį kovos su kenkėjais būdą, kuomet nenaudojant jokių chemikalų mažinama nepageidaujamų rūšių populiacija. Tam gali būti pritaikomas patinėlių sterilizacijos būdas arba modifikuotų genų užprogramuota palikuonių mirtis.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Jei dar neskaitėte pirmosios dalies, tą galite padaryti paspaudę šią nuorodą, o dabar pažvelgsime dar toliau – kokios yra galimos genetinės modifikacijos ir kaip plačiai jos gali būti pritaikomos.
Ir klasikinio sterilių vabzdžių metodo, ir genetinės jo variacijos atveju svarbu į laisvę išleisti tik patinėlius. Jei bus paleidžiami abiejų lyčių vabzdžiai, jie gali susiporuoti tarpusavyje taip sumažindami poveikį laukinei populiacijai. Tad norint pasiekti didesnį efektyvumą, reiktų atskirti patinėlius nuo patelių.
Deja, kai kurių rūšių skirtingų lyčių individų atskyrimas užima daug laiko ir pastangų. „Tai didžiulė problema, jei per savaitę reikia paleisti milijonus patinėlių“, – sako Mauro Marelli, São Paulo universiteto epidemiologas, dirbantis su Oxitec, bandymuose Chuazeire.
Pavyzdžiui, musės cėcė atskiriamos rankomis. Jau minėtų pirmoje straipsnio dalyje uodų A. aegypti atskyrimas daug lengvesnis, nes moteriškosios lėliukės žymiai didesnės už vyriškąsias. Nežiūrint to, vis vien būtinos specialios patalpos, o tai smarkiai pabrangina procesą. Reikia įvertinti dar ir tai, jog suaugusių vabzdžių transportavimas nepriimtinas. „Suaugę uodai ištįsę ir jei supakuojami uždaroje erdvėje, jų kojos susipina su sparnais ir patiria daug fizinių pažeidimų“, – aiškina Alphey’is.
Tad mokslininkų komanda sukūrė liniją, kurios patelės negali skraidyti. Šis darbas buvo paskatintas atradimo, kad uodų patelės turi unikalų skraidymo raumenų baltymą, kurio neturi patinėliai. Patelėms jis išsivystė tikriausiai dėl to, kad patelės turi ieškoti kraujo maistui, tad turi skraidinti daug didesnį krovinį. Panaikinus šį baltymą, neskraidančios patelės nebegali susirasti žmonių ar kitų gyvūnų, kurių krauju maitinasi ir nebegali poruotis, tad nebelieka būtinybės atskirti lytis. Įpakavimai su milijonais kiaušinėlių gali būti paprasčiausiai nusiunčiami ten, kur jų reikia. „Tiesiog užpilkite vandeniu ir gausite greitai paruošiamus uodus“, – šypsosi Alphey’is.
Išsiritę patinėliai iš išvaizdos niekuo nesiskirs nuo laukinių giminaičių ir galės perduoti neskraidymo geną dukterims. Sūnūs irgi paveldės geno kopiją, ir susilauks neskraidančių dukterų. „Nors ši schema veiks populiacijoje keletą generacijų, bet ilgainiui tokia vabzdžių linija išnyks dėl labai stipraus atrankos spaudimo“, – įsitikinęs Alphey’is.
Oxitex taikiklyje yra ir maliariją platinantys uodai, bet tai yra dar didesnis iššūkis, nei uodų pernešama liga dengė. Pirmiausia, konkrečioje vietovėje dažnai būna ne viena maliariją platinanti uodų rūšis, tad norint efektyviai kontroliuoti individų kiekius, tektų metodą taikyti kiekvienai rūšiai atskirai. Be to, maliariniai uodai dažnai kanda ir kitus gyvūnus, ne tik žmones, tad jų paplitimas aplinkoje sunkiau numatomas, nei A. aegypti rūšies.
Tad tramdant maliariją ši technologija gali būti ne tokia efektyvi, kaip ligos dengė atveju, bet visgi gali būti naudinga. „Mūsų sukurta technologija kai kur bus labai vertinga, kitur tai tebus pagalbinė kontrolės mechanizmų dalis, o kai kur iš viso netinkama“, – ramiai dėsto Alphey’is.
Kol Oxitec pramina kelius, daugelis kitų grupių visame pasaulyje darbuojasi su panašiais projektais ir dairosi ne tik į kenkėjus vabzdžius, bet ir į kitas gyvūnų rūšis. „Iš techninės pusės žiūrint, nėra priežasčių, kodėl modifikuotų sterilių vabzdžių technika negalėtų būti perkelta stuburiniams“, – sako Ronald’as Thresher’is, ekologas, dirbantis Australijos nacionalinėje mokslų agentūroje CSIRO.
Priminsime, jog Australija dėl uždaros ekosistemos turi daug problemų su invazinėmis gyvūnų rūšimis. Pastaruoju metu ypač daug rūpesčių kelia atvežtinės nuodingos rupūžės, kurios milžiniškais tempais užima ekologinę nišą, mat joje nėra natūralių populiacijos dydį ribojančių veiksnių.
Ronald’as Thresher’is įsitikinęs, jog autocidinis metodas ne tik galėtų būti taikomas invazinių rūšių, kaip jau minėta nendrinė rupūžė, kontrolei, bet tai dažnai yra vienintelis veiksmingas būdas. „Tai vienintelė ilgalaikės kontrolės ir kenkėjų išnaikinimo viltis, kurią turime“, – sako jis. „Kitos priemonės padeda, bet galiausiai jos tėra pleistrai, neturint tikro sprendimo.“
Kol kas tyrimai prasidėjo nuo žuvų. Thresher’is rado būdą, kaip sukurti žuvis, vedančias tik patinėlius. Paleidus pakankamai daug „bedukteriškų“ žuvų į laisvę, perduodančių bedukteriškumą savo palikuoniams, klestinti invazinė populiacija virstų būriu nesavanoriškų viengungių, pasmerktų išnykimui.
Jo metodas pagrįstas faktu, kad fermentas aromatazė yra gyvybiškai būtinas moteriškų hormonų gaminimuisi žuvyse. Išjunkite aromatazės geną ir sukursite žuvį, galinčią susilaukti tik sūnų. Jis parodė, kad šis būdas veikia laboratoriniuose bandymuose su dryžuotosiomis danijomis, iškreipdamas lyčių pasiskirstymą patinėlių naudai bent per tris kartas. Panaudojus šį metodą, planuojama pagaliau išstumti Australijoje apsigyvenusią dar vieną invazinę gyvūnų rūšį – karpius, kaltinamus dėl vietinių rūšių nykimo ir upių krantų erozijos didžiojoje dalyje Murray-Darling upės baseino pietryčių Australijoje.
Pagal šį modelį, paleidus tiek „bedukteriškų“ karpių, kad jie sudarytų 5 % visos populiacijos, karpiai Murray-Darling baseine išnyktų iki 2030-ųjų. Pagal Thresher’io modelį, taip pat galima atsikratyti nendrinių rupūžių ir žiurkių. Tiesa, tai nėra labai paprasta. Visų pirma, stambių gyvūnų veisimas reikalauja daug darbo. „Tad tokios programos kaštai greitai tampa problema“, – entuziazmą ramina Thresher’is. Be to, yra ir kita problema – metodas nėra žaibiškas, o į vietovę reikia paleisti gana daug modifikuotų tos rūšies individų. Iš pradžių tai gerokai padidina populiaciją. Jei vabzdžių atveju tai nekelia didelės problemos, tai, pavyzdžiui, žiurkių atveju gali iškilti keblumų. „Visuomenės nuomonė šiuo atveju labai svarbi. Juk daugybė suaugusių žiurkių patinų – vaisingų ar ne – tikriausiai nėra tai, ko visuomenė norėtų iš tokių eksperimentų“, – aiškina Thresher’is.