GMO Fail: Rasa komarów pomimo genu Kill-Switch

Eksperymentalna próba zmniejszenia liczby komarów w brazylijskim mieście poprzez wypuszczenie genetycznie zmodyfikowanych komarów nie przebiegła zgodnie z planem. Ślady zmutowanych owadów zostały wykryte w naturalnej populacji komarów, co nigdy nie miało nastąpić.

Według nowych badań celowe uwolnienie transgenicznych komarów 450,000 w Jacobina w Brazylii doprowadziło do niezamierzonego skażenia genetycznego miejscowej populacji komarów opublikowany w zeszłym tygodniu w raportach naukowych. Przechodząc do eksperymentalnej próby, brytyjska firma biotechnologiczna prowadząca projekt, Oxitec, zapewniła opinię publiczną, że tak się nie stanie. W związku z tym incydent budzi obawy dotyczące bezpieczeństwa tego i podobnych eksperymentów oraz naszej widocznej niezdolności do dokładnego przewidzenia wyników.

Celem eksperymentu było ograniczenie rozprzestrzeniania się chorób przenoszonych przez komary, takich jak żółta gorączka, denga, chikungunya i Zika w regionie. W tym celu Oxitec zwrócił się do OX513A - zastrzeżonej, transgenicznie zmodyfikowanej wersji Aedes aegypti komar. Aby stworzyć zmutowanego komara, Oxitec wziął hodowany w laboratorium szczep pochodzący z Kuby i genetycznie wymieszał go ze szczepem z Meksyku.

Kluczową cechą tych bioinżynieryjnych komarów jest dominujący śmiertelny gen, który (rzekomo) powoduje bezpłodne potomstwo, znane jako generacja F1. Uwalniając komary OX513A na wolność, Oxitec miał nadzieję zmniejszyć populację komarów na tym obszarze o procent 90, jednocześnie nie wpływając na integralność genetyczną populacji docelowej. Szczep OX513A jest również wyposażony w gen białka fluorescencyjnego, co pozwala na łatwą identyfikację potomstwa F1.

Począwszy od 2013 i przez okres kolejnych miesięcy 27, Oxitec wypuścił prawie pół miliona mężczyzn OX513A na wolność w Jacobina. Zespół badawczy Yale pod kierownictwem ekologa i biologa ewolucyjnego Jeffrey'a Powella monitorował postęp tego eksperymentu, aby ocenić, czy nowo wprowadzone komary wpływają na geny populacji docelowej. Pomimo zapewnień Oxitec, przeciwnie, Powell i jego koledzy odkryli dowody wskazujące, że materiał genetyczny z OX513A w rzeczywistości przedostał się do naturalnej populacji.

„Twierdzenie było takie, że geny ze szczepu uwalniającego nie dostałyby się do ogólnej populacji, ponieważ potomstwo umarłoby” - powiedział Powell, starszy autor nowego badania komunikat prasowy. „To oczywiście nie było to, co się stało”.

Ten materiał genetyczny z OX513A przedostał się do gatunków rodzimych, nie stanowi żadnego znanego zagrożenia dla zdrowia mieszkańców Jacobiny, ale jest to „nieprzewidziany wynik”, powiedział Powell. „Opierając się głównie na badaniach laboratoryjnych, można przewidzieć, jaki będzie prawdopodobny wynik uwolnienia transgenicznych komarów, ale badania genetyczne tego rodzaju, które zrobiliśmy, powinny zostać przeprowadzone podczas takich uwolnień i po nich, aby ustalić, czy nastąpiło coś innego niż przewidywane”.

Rzeczywiście, testy laboratoryjne przeprowadzone przez Oxitec przed eksperymentem sugerowały, że około 3 do 4 procent potomstwa F1 przetrwałoby do dorosłości, ale zakładano, że te utrzymujące się komary będą zbyt słabe, aby się rozmnażać, czyniąc je bezpłodnymi. Prognozy te, jak pokazują nowe badania, były błędne.

Aby przeprowadzić badanie, Powell i jego koledzy badali genomy obu miejscowych Aedes aegypti populacja i szczep OX513A przed eksperymentem w Jacobina. Próbki genetyczne przeprowadzono sześć, 12 i 27 do 30 miesięcy po początkowym uwolnieniu zmodyfikowanych owadów. Naukowcy odkryli „wyraźne dowody” wskazujące, że części genomu ze szczepu transgenicznego „zostały włączone do populacji docelowej”, napisali autorzy w nowym badaniu. Projekt zaowocował „znaczącym przeniesieniem” materiału genetycznego - ilość, którą autorzy opisali jako „nie trywialną”. W zależności od badanych próbek naukowcy odkryli, że gdziekolwiek od 10 do 60 procent analizowanych komarów zawiera genomy skażone przez OX513A.

Jak zauważają naukowcy w badaniu, schemat Oxitec początkowo działał, powodując radykalne zmniejszenie liczebności populacji komarów. Jednak w miesiącu 18 populacja zaczęła się odradzać, wracając do poziomów sprzed wydania. Według artykułu było to spowodowane zjawiskiem znanym jako „dyskryminacja krycia”, w którym samice rodzimych gatunków zaczęły unikać kojarzenia się ze zmodyfikowanymi samcami.

Nowe dowody sugerują również, że niektórzy członkowie pokolenia F1 nie zostali osłabieni, jak przewidywano, a niektóre osoby były wystarczająco silne, aby osiągnąć dorosłość i się rozmnażać. Komary w Jacobina mają teraz cechy genetyczne trzech różnych populacji komarów (Kuba, Meksyk i lokalne), co jest potencjalnie niepokojącym zjawiskiem. W naturze przenikanie się cech między różnymi gatunkami może czasem zapewnić ewolucję w zjawisku znanym jako „wigor hybrydowy”. W tym przypadku, jak spekulują naukowcy w nowym badaniu, dodatkowa różnorodność genetyczna mogła spowodować „Solidny” gatunek, jak twierdzi Oxitec.

Powell i jego zespół przetestowali hybrydowe komary, aby określić ich podatność na infekcję Zika i dengą. Naukowcy odkryli „brak istotnych różnic”, jak zauważono w badaniu, ale „dotyczy to tylko jednego szczepu każdego wirusa w warunkach laboratoryjnych” i że „w warunkach terenowych dla innych wirusów efekty mogą być różne”. autorzy ostrzegli w nowym artykule, że przenikanie się cech genetycznych mogło również wprowadzić zupełnie nowe cechy, takie jak zwiększona odporność na środki owadobójcze.

Przeczytaj całą historię tutaj…