Британская компания Oxitec испытала генетическую модификацию для борьбы с кукурузными листовыми совками (Spodoptera frugiperda) — опасными вредителями сельского хозяйства. Специалисты изменили геном 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.
От редактора
В первоначальной версии заметки утверждалось, что Oxitec испытала технологию генного драйва для борьбы с гусеницами. Однако в действительности подход, который использовала компания, некорректно называть генным драйвом, поскольку он не увеличивает вероятность передачи мутации следующему поколению. Редакция приносит свои извинения за допущенную ошибку.
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.
В последние десятилетия ученые разрабатывают альтернативные подходы к контролю численности вредителей. Одно из наиболее перспективных направлений связано с использованием генетической модификации. Специалисты выращивают в лаборатории особей определенного вида и искусственно внедряют в их ДНК мутантный ген, который вызывает бесплодие или делает потомство нежизнеспособным. Затем генетически измененных особей выпускают в природу. Здесь они спариваются с дикими сородичами — но потомства не появляется или оно быстро погибает из-за передавшейся ему мутации. Если выпустить достаточно много модифицированных особей, численность локальной популяции вида может резко сократиться вплоть до вымирания. Этот подход особенно эффективен, если использовать так называемый генный драйв, благодаря которому вероятность передачи определенной мутации следующему поколению становится выше 50 процентов. С его помощью нужную мутацию можно заставить распространяться по популяции без дополнительного вмешательства человека.
Чаще всего различные варианты генетической модификации, включая технологию генного драйва, 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 похожую стратегию 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