Британская компания Oxitec испытала технологию генного драйва для борьбы с кукурузными листовыми совками (Spodoptera frugiperda) — опасного вредителя сельского хозяйства. Специалисты модифицировали самцов этих бабочек таким образом, чтобы их потомство женского пола было нежизнеспособным. Предполагается, что такой подход позволит существенно сократить численность совок. Как сообщает New Scientist, предварительные полевые испытания технологии в Бразилии прошли успешно. Как и ожидали в Oxitec, модифицированные самцы спаривались с дикими самками. Однако эффективность методики пока только предстоит оценить.
Для борьбы с сельскохозяйственными вредителями, переносчиками инфекционных заболеваний и инвазивными видами обычно используют пестициды и другие яды. Однако такой подход не идеален. Во-первых, химические вещества нередко наносят серьезный урон целым экосистемам. Во-вторых, живые организмы, против которых направлены эти соединения, со временем вырабатывают к ним устойчивость — или учатся избегать их.
Альтернативное решение — технология генного драйва, которая позволяет бороться с конкретным нежелательным видом, не нанося вред всем остальным. Ее суть заключается в следующем. Специалисты выращивают в лаборатории особей определенного вида, в ДНК которых искусственно внедрен мутантный ген, а затем выпускают их в природу. Здесь они спариваются с дикими сородичами — но потомство оказывается нежизнеспособным из-за передавшейся ему мутации. Если выпустить достаточно много модифицированных особей, численность локальной популяции вида может резко сократиться вплоть до вымирания.
Чаще всего генный драйв предлагают использовать для борьбы с комарами, распространяющими целый ряд опасных заболеваний. Например, британская компания Oxitec создала генетически модифицированных самцов желтолихорадочных комаров (Aedes aegypti). Когда они спариваются с дикими самками, те производят потомство, неспособное дожить до зрелого возраста. В прошлом году компания начала полевые испытания методики на островах Флорида-Кис, а в этом планирует расширить масштабы эксперимента и выпустить около двух миллионов модифицированных комаров в калифорнийском округе Туларе.
Oxitec намерена использовать генный драйв и против других опасных насекомых. Одно из них — кукурузная листовая совка (Spodoptera frugiperda), ночная бабочка, гусеницы которой наносят серьезный вред кукурузе и другим сельскохозяйственным культурам. Родина этого вида — Северная и Южная Америка, однако за последние десять лет он колонизировал многие страны Африки, тропическую Азию и Австралию. В результате урожаи некоторых культур здесь сократились почти вдвое.
Сотрудники Oxitec внедрили в геном самцов кукурузной листовой совки ген, который делает их потомков женского пола нежизнеспособными. При этом потомки мужского пола выживают и распространяют смертельный ген по популяции. Специалисты надеются, что, выпуская таких самцов в природу, можно будет значительно сократить количество совок. Они признают, что через какое-то время смертельная мутация исчезнет из генофонда, что позволит численности бабочек хотя бы частично восстановиться. Однако если выпуски будут масштабными и регулярными, можно полностью уничтожить целые популяции вредителей.
Компания уже провела первые испытания методики на кукурузных полях в бразильском штате Сан-Паулу. Специалистам удалось подтвердить, что генетически модифицированные самцы спариваются с дикими самками. В будущих экспериментах Oxitec оценит, насколько эффективно такой подход снижает численность совок. Между тем, бразильские регуляторы уже одобрили выпуск модифицированных бабочек по всей стране.
Генетические модификации происходят не только в биологических лабораториях, но и в дикой природе. Например, гусеницы восточных луговых совок (Mythimna separata) позаимствовали у паразитирующих на них вирусах гены белков, которые убивают личинок наездников.
Сергей Коленов