Генные драйвы: возможности, риски и необходимость регулирования

Генный драйв — это явление, при котором определённый ген распространяется в популяции животных или растений с повышенной скоростью. Это происходит и в природе, например, у насекомых и мышей. Технологии вроде CRISPR позволяют учёным применять генетические драйвы целенаправленно.

Что такое генный драйв?

В норме потомство наследует две копии гена — по одной от каждого родителя. Генный драйв нарушает этот порядок, увеличивая вероятность наследования обеих копий только от одного родителя. Пример природного драйва — транспозоны ("прыгающие гены"), которые копируют себя в разные части генома и передаются потомству с вероятностью выше обычных 50%.

Роль CRISPR

Теперь стало возможным создавать синтетические генетические драйвы с помощью инструмента редактирования генов CRISPR-Cas9. Этот инструмент позволяет связать "эгоистичные" гены (например, гоминг-эндонуклеазы, разрезающие ДНК в определённых местах) с генами, которые нужно распространить в популяции. Конструкция копируется с одной хромосомы на другую через процесс разрезания и восстановления. Технология наиболее эффективна для быстро размножающихся организмов.

Применение в Австралии

Генные драйвы могут стать инструментом для борьбы с инвазивными видами-вредителями и переносчиками болезней в Австралии. Например, можно:

  • Вводить гены, смещающие соотношение полов в сторону самцов, чтобы ограничить размножение.
  • Подавлять способность комаров, клещей и мошек передавать болезни человеку и скоту.
  • Делать сорняки и вредителей чувствительными к пестицидам.

Это может снизить необходимость химической обработки и повысить урожайность.

Безопасность и регулирование

Поскольку генетические драйвы предназначены для самостоятельного распространения, необходимы строгие меры безопасности на всех этапах — от разработки до применения. Прозрачность исследований и регулирования критически важна.

Существующие в Австралии рамки регулирования генной технологии не полностью подходят для генетических драйвов, так как они предназначены для распространения новых признаков по всей популяции и могут выйти за географические границы. Поэтому необходима:

Планирование и вовлечение общественности

Использование генетических драйвов может вызывать обеспокоенность общества, особенно относительно непреднамеренных экологических последствий. Опыт дискуссий о ГМО показывает, что одного информирования общественности недостаточно — важны лежащие в основе ценности.

Необходимо постоянное вовлечение общественности (особенно затронутых сообществ, например, аграрного сектора) в обсуждение потенциальных применений, рисков и преимуществ технологий генного драйва.

Также требуется:

  • Финансирование исследований для оценки экологических последствий подавления популяций вредителей.
  • Разработка систем сдерживания (физических и молекулярных, например, система "daisy chain").
  • Изучение рисков снижения эффективности драйвов из-за эволюции вида-мишени.

Все вопросы должны рассматриваться индивидуально для каждого случая перед принятием решения о выпуске драйвов в окружающую среду. Также необходимо оценивать более широкие последствия, такие как потенциальное влияние на торговые отношения (например, с ЕС или Японией, имеющими строгие правила в отношении ГМО) или на возможность получения органической сертификации.