CRISPR Genome Editing: Fighting Disease
Indholdsfortegnelse:
Kan genredigering være svaret på spredningen af mygebårne sygdomme som Zika-virus og denguefeber?
Et nyopdaget master-switch gen kan give mennesker fordelene ved de århundredgamle insektkrige - og evnen til at bekæmpe fejlene på en billigere og mere effektiv måde.
AdvertisementAdvertisementDet er den gode nyhed fra en entomolog og en biokemiker hos Virginia Tech, hvis genredigerende gennembrud er skitseret i en anmeldelse, der blev offentliggjort i dag i tidsskriftet Trends in Parasitology.
Medforfattere Zach N. Adelman, ph.d., professor i entomologi og Zhijian Tu, ph.d., professor i biokemi, tror på deres opdagelse af en mandlig bestemmende faktor i myg kombineret med genet redigeringssystem CRISPR-Cas9, kunne potentielt tvinge mygpopulationer til at producere færre hunner og flere hanner.
Kvindelige myg er transmitterne af Zika, gul feber, malaria, Chikungunya og dengue feber.
AnnonceZika-viruset og andre farlige sygdomme spredes af blot en af verdens 3, 500 myggetyper, Aedes aegypti eller asiatisk tigermosquito, som er almindelig i USA.
Læs mere: Er mosquitoes det mest farlige dyr på jorden? »
Hvordan man "Nix" Kvinde Myg
Adelmans og Tu's opdagelse af den første mandlige bestemmende faktor, også kendt som M-faktor, i myg kaldes Nix. Det blev rapporteret i maj 2015 i en højt profileret undersøgelse i tidsskriftet Science.
Forskerne fandt, at når Nix blev udtrykt i kvindelige embryoner, genererede det udviklingen af interne og eksterne mænds kønsorganer.
Forskere har haft succes med de seneste forsøg på at bekæmpe denguefeber genetisk ved at frigive sterile transgene myg, siger forskernes rapport.
Men de anvendte metoder er dyre og upraktiske, fordi de kræver langsigtede insektfrigivelser og er vanskelige at opnå i stor skala.
Dette har vist løfte som en nem, effektiv og præcis tilgang til at introducere mutationer på stort set alle genomiske steder af interesse for en bred vifte af organismer, herunder myg. Zhijian Tu, Virginia TechVirginia Tech forskerne har afdækket en bedre måde at bekæmpe de dødelige insekter.
AnnonceAdvertisement"En mere effektiv og billigere tilgang kan være at køre maleness gener med CRISPR-Cas9-systemet," fortæller Tu. Healthline. "Dette har vist løfte som en nem, effektiv og præcis tilgang til at introducere mutationer på stort set alle genomiske steder af interesse for en bred vifte af organismer, herunder myg. "
'Myg er ligesom os.De har to kopier af hver af deres kromosomer, "tilføjede Adelman i et Healthline-interview. "Tilføjelse i Nix-genet bør tvinge alle mygene til at udvikle sig som mænd. "
Ved hjælp af nuværende metoder skal hver generation af sterile myg opdrættes i en fabrik og frigives. Mænd er fysisk adskilt fra kvinder på fabrikken.
Annonce"Med" driving maleness genes "-metoden behøver kvinder ikke at blive sorteret på fabrikken, fordi du har alle mænd," sagde Adelman. "Når du bruger en tilgang, hvor Nix-mændene også er frugtbare, for hver generation du bagager på fabrikken, kan du få mange generationer, der producerer alle hanner i naturen. "
Læs mere: Forskere finder genredigering med CRISPR, der er svært at modstå»
AnnonceAdvertiseCRISPR er den endelige ingrediens
Nix genet i sig selv, men vil stadig kun blive videreført til halvdelen af afkom. Forskerne skal bruge CRISPR-Cas9 til at bryde kromosomet, der ikke har Nix, sagde han.
"Celler er meget gode til at fastsætte ødelagte kromosomer," sagde Adelman. "Og i dette tilfælde vil de bruge det Nix-indeholdende kromosom som en vejledning til reparation af den ødelagte. Resultatet er, at hvert kromosom nu indeholder Nix, i stedet for kun en. Således vil de fleste afkom være mænd i hver generation. "
" Det blev klart for os, at Nix er en stærk kandidat til den mandlige afgørende faktor, fordi den kun findes hos mænd, "sagde Tu. "Det udtrykkes tidligt under udvikling, før sex er bestemt, og dets sekvens indikerer en potentiel funktion i regulering af nøglespillere i sexbestemmelse. "
AnnonceForskerne viste, at Nix er den første mandlige afgørende faktor i myg ved at vise, at det både er" nødvendigt og tilstrækkeligt "til at starte mannlig myg udvikling, tilføjede han.
I næste fase vil Adelman og Tu teste deres hypotese.
AnnonceAdvertisementDe tror, at hvis de integrerer et eller nogle få vigtige mandlige bestemmelsesgener (såsom Nix) i autosomer (kromosomer der ikke er relateret til sex), vil det være tilstrækkeligt at reducere antallet af kvindelige myg enten ved at give kvindelig dødelighed eller omdrejning af kvinder til frugtbare eller sterile mænd.
Adelman sagde, "der er stadig masser af tekniske detaljer at træne" - herunder at få lokal støtte til feltprøvning af teknologien - før de kan anvende deres opdagelse på marken.
Læs mere: Hvorfor nogle sygdomme kan udryddes og andre kan ikke »
Hvordan Nix Works er en Mystery
For øjeblikket er det stadig uklart, hvordan Nix kontrollerer sexbestemmelse i myg, sagde Tu og hvorvidt M-faktorer bevares på tværs af arter, der transmitterer forskellige sygdomme.
Han tilføjede, at effektiviteten og den langsigtede stabilitet af CRISPR-baserede gendrevsystemer i myg fortsat er ukendt.
"Denne nye tilgang er sandsynligvis mere effektiv end klassiske sterile insektteknikker for at opnå befolkningsreduktion og for at bekæmpe sygdom, fordi man-bias er vedvarende over mange generationer," sagde Tu."Tilgangen vil i sidste ende være selvbegrænsende, fordi lokale befolkninger kan gå ned på grund af et utilstrækkeligt antal kvinder, hvilket kunne eliminere det konstruerede Nix-gen fra miljøet. "
Deres arbejde er blevet støttet af to sonderende tilskud fra National Institute of Allergy og Infektionssygdomme hos National Institutes of Health. I denne måned modtog de to yderligere stipendier fra samme agentur for at fortsætte deres forskning om kønsbestemmelser og beslægtede applikationer i både Aedes aegypti og Anopheles stephensi (malaria carrier i Indien, Sydasien og Mellemøsten).
Mens deres forskning kan have en ekstraordinær indflydelse på den globale sundhed, er forskerne bekymrede over etikken om at frigive genetisk modificerede organismer i miljøet.
"Vi tager disse bekymringer meget alvorligt," sagde Adelman. "Udgivelse af vores syn på teknologien nu, når der stadig er flere år før eventuelle potentielle forsøg, burde hjælpe med at bringe alle argumenterne ind i det offentlige rum med tilstrækkelig tid til at have en informeret diskussion. ”
