אסטרטגיה גנטית הופכת עמידות לקוטלי חרקים

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


קוטלי חרקים ממלאים תפקיד מרכזי במאמצים להתמודד עם ההשפעות העולמיות של מלריה המופצת יתושים ומחלות אחרות, הגורמות לפי הערכות של 750,000 מקרי מוות מדי שנה. הכימיקלים הספציפיים לחרקים, שעלותם יותר מ-100 מיליון דולר לפיתוח והבאה לשוק, הם גם קריטיים לשליטה בנזקי היבול המונעים על ידי חרקים המהווים אתגר לביטחון התזונתי.

אבל בעשורים האחרונים חרקים רבים הסתגלו גנטית כדי להפוך פחות רגישים לעוצמתם של קוטלי חרקים. באפריקה, שבה רשתות מיטה ארוכות טווח שטופלו בקוטלי חרקים וריסוס בתוך הבית הם כלי נשק עיקריים במאבק במלריה, מינים רבים של יתושים ברחבי היבשת פיתחו עמידות לקוטלי חרקים שמפחיתה את היעילות של התערבויות מפתח אלו. באזורים מסוימים צפויים שינויי אקלים להחמיר את הבעיות הללו.

ביולוגים של אוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו פיתחו כעת שיטה שהופכת עמידות לקוטלי חרקים באמצעות טכנולוגיית CRISPR/Cas9. כפי שתואר ב תקשורת טבע, החוקרים Bhagyashree Kaduskar, Raja Kushwah ופרופסור Ethan Bier ממכון Tata לגנטיקה וחברה (TIGS) ועמיתיהם השתמשו בכלי העריכה הגנטית כדי להחליף גן עמיד בפני קוטלי חרקים בזבובי פירות בצורה הרגילה הרגישה לקוטלי חרקים, הישג זה יכול להפחית משמעותית את כמות קוטלי החרקים בשימוש.

"ניתן להשתמש בטכנולוגיה זו גם כדי להגדיל את השיעור של וריאנט גנטי המופיע באופן טבעי ביתושים שהופך אותם לעמידים בפני העברה או טפילי מלריה", אמר ביאר, פרופסור לביולוגיה תאים והתפתחותית בחטיבה למדעי הביולוגיה באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו ובכיר. מחבר העיתון.

החוקרים השתמשו בסוג שונה של כונן גנים, טכנולוגיה המשתמשת ב-CRISPR/Cas9 כדי לחתוך גנומים באתרים ממוקדים, כדי להפיץ גנים ספציפיים באוכלוסייה. כאשר הורה אחד מעביר אלמנטים גנטיים לצאצאים שלו, חלבון Cas9 חותך את הכרומוזום מההורה השני באתר המתאים והמידע הגנטי מועתק למקום הזה כך שכל הצאצאים יורשים את התכונה הגנטית. כונן הגנים החדש כולל תוסף שביאר ועמיתיו הנדסו בעבר כדי להטות את תורשתם של וריאנטים גנטיים פשוטים (הידועים גם בשם אללים) על ידי חיתוך בו זמנית של וריאנט גנטי לא רצוי (למשל, עמיד בפני קוטל חרקים) והחלפה זה עם הגרסה המועדפת (למשל, רגישים לקוטל חרקים).

במחקר החדש, החוקרים השתמשו באסטרטגיית "הדחף האללי" הזה כדי להחזיר את הרגישות הגנטית לקוטלי חרקים, בדומה לחרקים בטבע לפני שפיתחו עמידות. הם התמקדו בחלבון חרקים המכונה תעלת הנתרן תלויה במתח (VGSC) המהווה יעד לקבוצה בשימוש נרחב של קוטלי חרקים. עמידות לקוטלי חרקים אלה, הנקראת לעתים קרובות התנגדות לדפוק, או "kdr," נובע ממוטציות ב- vgsc גן שאינו מאפשר יותר לקוטל החרקים להיקשר ליעד החלבון שלו VGSC. המחברים החליפו עמיד כּוֹחַ מוטציה עם המקבילה הטבעית הרגילה שלה הרגישה לקוטלי חרקים.

החל מאוכלוסיה המורכבת מ-83% כּוֹחַ אללים (עמידים) ו-17% אללים תקינים (רגישים לקוטל חרקים), מערכת ההנעה האללית הפכה את היחס הזה ל-13% עמידים ו-87% מסוג פרא ב-10 דורות. ביאר גם מציין שלתאמות המעניקות עמידות לקוטלי חרקים יש מחיר אבולוציוני, מה שהופך את החרקים האלה לפחות מתאימים במובן הדרוויני. לפיכך, זיווג של הכונן הגנטי עם היתרון הסלקטיבי של הווריאציה הגנטית המתאימה יותר מהסוג הבר גורם למערכת יעילה ומשתפת פעולה, הוא אומר.

ניתן לפתח מערכות דחף אלליות דומות בחרקים אחרים, כולל יתושים. הוכחת העיקרון הזו מוסיפה שיטה חדשה לארגזי כלים להדברת מזיקים ו-וקטורים, שכן ניתן להשתמש בה בשילוב עם אסטרטגיות אחרות לשיפור אמצעים מבוססי קוטלי חרקים או הפחתת טפילים להפחתת התפשטות המלריה.

"באמצעות אסטרטגיות החלפת אללים אלו, זה אמור להיות אפשרי להשיג את אותה מידה של הדברת מזיקים עם הרבה פחות יישום של קוטלי חרקים", אמר ביאר. "זה גם צריך להיות אפשרי לעצב גרסאות מחסלות עצמיות של דחפים אללים שמתוכנתים לפעול רק באופן חולף באוכלוסיה כדי להגדיל את התדירות היחסית של אלל רצוי ואז להיעלם. דחפים אללים הפועלים באופן מקומי יכולים להיות מיושמים מחדש לפי הצורך כדי להגדיל את השפע של תכונה מועדפת המופיעה באופן טבעי, כאשר נקודת הקצה האולטימטיבית היא לא נשאר GMO בסביבה."

"אפשרות מרגשת היא להשתמש בדחפים אללים כדי להציג גרסאות חדשות של VGSC שרגישות אפילו יותר לקוטלי חרקים מאשר VGSCs מסוג פרא", הציע קרייג מונטל (UC Santa Barbara), מחבר שותף במחקר זה. "זה עשוי לאפשר הכנסת רמות נמוכות אפילו יותר של קוטלי חרקים לסביבה כדי לשלוט במזיקים ומחוללי מחלות."

מחברי המחקר הם: Bhagyashree Kaduskar (UC San Diego and Tata Institute for Genetics and Society), Raja Babu Singh Kushwah (UC San Diego and Tata Institute for Genetics and Society), Ankush Auradkar (UC San Diego), Annabel Guichard (UC San Diego) מכון דייגו וטאטה לגנטיקה וחברה), מנגלין לי (UC סנטה ברברה), ג'ארד בנט (UC ברקלי), אליסון הנריקה פריירה חוליו, ג'ון מרשל (UC ברקלי), קרייג מונטל (UC סנטה ברקלי) ואיתן בייר (UC San מכון דייגו וטאטה לגנטיקה וחברה).

מקור הסיפור:

חומרים המסופק על ידי אוניברסיטת קליפורניה – סן דייגו. מקור נכתב על ידי מריו אגילרה. הערה: ניתן לערוך את התוכן לפי הסגנון והאורך.

.



קישור לכתבת המקור – 2022-01-15 02:26:07

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר