Η πρώτη κίνηση γονιδίων στα θηλαστικά θα μπορούσε να βοηθήσει το τεράστιο σχέδιο εκρίζωσης της Νέας Ζηλανδίας

Φθορίζοντα ποντίκια όπως φαίνονται σε φωτογραφία αρχείου.



Οι επιστήμονες που συνεργάζονται με μια αμερικανική ομάδα διατήρησης λένε ότι έχουν δημιουργήσει μια τεχνολογία παραμόρφωσης της εξέλιξης που ονομάζεται γονιδιακή κίνηση σε θηλαστικά για πρώτη φορά και θα μπορούσαν να τη χρησιμοποιήσουν για να εξαλείψουν τα επεμβατικά τρωκτικά που λυμαίνονται τα θαλασσοπούλια στα νησιά.

Η τεχνολογία γονιδιακής οδήγησης, που μέχρι στιγμής έχει αποδειχθεί μόνο σε έντομα και ζυμομύκητες, είναι ένας ισχυρός τρόπος προκατάληψης της κληρονομικότητας του DNA, έτσι ώστε τα άγρια ​​ζώα να μπορούν να αλλοιωθούν γενετικά καθώς αναπαράγονται, συμπεριλαμβανομένης της πρόκλησης πληθυσμιακής συντριβής.





Τώρα δύο επιστημονικές ομάδες —μία στην Αυστραλία και μία στο Τέξας— λένε ότι έχουν κατασκευάσει γενετικά το ποντίκι του σπιτιού, Μυ ποντικιού , έτσι ώστε το γονιδίωμά του να φιλοξενεί και γενετικές εκπλήξεις που θα μπορούσαν να εξαπολυθούν σε άγριους πληθυσμούς. Τα τροποποιημένα τρωκτικά γεννήθηκαν τους τελευταίους δύο μήνες και τα αποτελέσματα είναι ακόμη προκαταρκτικά.

Η προσπάθεια να καθιερωθούν γονιδιακά κίνητρα στα θηλαστικά συντονίζεται από Διατήρηση Νησιού , μια σκληρή ομάδα διατήρησης με βάση τη Σάντα Κρουζ της Καλιφόρνια, της οποίας η ειδικότητα είναι να βομβαρδίζει μικρά νησιά με ποντικοφάρμακο για να σώσει τα απειλούμενα θαλασσοπούλια. Το σύνθημά του είναι η πρόληψη των εξαφανίσεων.

Αλλά το δηλητήριο δεν λειτουργεί για να εξαφανίσει τα τρωκτικά σε μεγαλύτερα νησιά ή σε πυκνοκατοικημένα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ομάδα πιστεύει ότι τα γονιδιακά κίνητρα θα μπορούσαν να είναι η μετασχηματιστική τεχνολογία που της επιτρέπει να επεκτείνει την εκστρατεία της σε χιλιάδες ακόμη νησιά που λέει ότι είναι μολυσμένα. Ψάχναμε για κάτι πραγματικά από το κουτί, λέει ο Karl Campbell, διευθυντής προγράμματος στη μη κερδοσκοπική, η οποία σχεδιάζει να ξοδεύει περίπου 7 εκατομμύρια δολάρια ετησίως για να επιταχύνει την τεχνική προς μια αρχική δοκιμή σε ένα απομακρυσμένο νησί που περιβάλλεται από μίλια ωκεανού. αν το επιτρέψουν οι αρχές.



Ο Κάμπελ λέει ότι επιδιώκουν τη δημιουργία θυγατρικών ποντικών, τα οποία, λόγω γονιδιακής ορμής, μπορούν να έχουν μόνο αρσενικούς απογόνους. Το φαινόμενο μεροληψίας του φύλου θα μειώσει τους πληθυσμούς των ποντικών σε ένα νησί, πιθανώς στο μηδέν εάν αποδειχθεί αποτελεσματικό.

Τα ποντίκια είναι μια πρώιμη ιδέα μιας ιδέας που ονομάζεται συνθετική διατήρηση, στην οποία η γενετική μηχανική θεωρείται ως μέσο για την αναζωογόνηση εξαφανισμένων ζώων, προσφέρει γενετικά αναπληρώματα για απειλούμενα είδη με ρηχές γονιδιακές δεξαμενές ή εξοντώνει τα χωροκατακτητικά παράσιτα που λυμαίνονται ιθαγενή φυτά και ζώα.

Και τα τρωκτικά βρίσκονται ψηλά στη λίστα των ταραχοποιών. Φέρονται από ναυάγια ή ναύτες, σμήνη πάνω από νησιά των ωκεανών, θέτοντας σε κίνδυνο αυτόχθονα θαλασσοπούλια. Ενώ οι αρουραίοι είναι το μεγαλύτερο πρόβλημα, τα ποντίκια προκαλούν επίσης όλεθρο. Στα νησιά του Ειρηνικού, έχουν γυριστεί ποντίκια ροκανίζοντας νεοσσούς άλμπατρος , τα οποία είναι ανυπεράσπιστα απέναντί ​​τους.

Τα σχέδια της ομάδας έχουν διχάσει τους οικολόγους, ωστόσο, μερικοί από τους οποίους βλέπουν τη συμφωνία ενός διαβόλου στην ιλιγγιώδη νέα δύναμη να τροποποιεί τη φύση. Διατήρηση σημαίνει φροντίδα για τον φυσικό κόσμο, όχι επανασχεδιασμός του, λέει Κλερ Χόουπ Κάμινγκς , μια περιβαλλοντική δικηγόρος που λέει ότι εγκατέλειψε την υποστήριξή της για τη Διατήρηση των Νησιών λόγω της γονιδιακής της δράσης.



Ακόμη και οι υποστηρικτές της τεχνολογίας γονιδιακής κίνησης λένε ότι πρέπει να μελετηθεί προσεκτικά και να αναπτυχθεί προσεκτικά, και λένε επίσης ότι μπορεί να μην λειτουργεί όπως διαφημίζεται. Πέρυσι, οι Εθνικές Ακαδημίες των ΗΠΑ συνέστησαν μια αργή προσέγγιση, σημειώνοντας ότι η απόδειξη της ιδέας σε λίγα εργαστήρια δεν είναι αρκετή για να υποστηρίξει μια απόφαση για την απελευθέρωση οργανισμών με γονίδια στο περιβάλλον.

υλικό για μηχανική μάθηση

Αλλά είναι δύσκολο να μην δεις τις δυνατότητες. Η Νέα Ζηλανδία, της οποίας τα πουλιά χωρίς πτήση κατακλύζονταν από τον 19ο αιώνα από είδη που έφεραν οι Δυτικοί, φέτος ανακοινώθηκε σχεδιάζει να απαλλαγεί από αρπακτικά μέσα σε 30 χρόνια εξαφανίζοντας εκατοντάδες εκατομμύρια αρουραίους, ποσούμ και νυφίτσες. Το κοινοβούλιο της χώρας είπε ότι τα γονιδιακά κίνητρα θα μπορούσαν να είναι η ίδια η ανακάλυψη που τους επιτρέπει να επιτύχουν τον στόχο.

Δεν υπάρχουν παραγραφές; αυτό θα κάναμε. Αυτό θα ήταν εκπληκτικό, λέει ο Campbell για την εκκαθάριση των χωροκατακτητικών ειδών αρπακτικών από τη Νέα Ζηλανδία. Στη συνέχεια, μόλις τα περάσαμε, δεν καταλαβαίνω γιατί δεν θα σκεφτόσασταν ηπειρωτικές περιοχές όπως οι φτωχογειτονιές ή τα οικοσυστήματα στα οποία έχουν εισβάλει και οι αρουραίοι, λέει.

Χωρίς κόρη ποντίκια

Μια ανθρωπογενής γονιδιακή ώθηση αποδείχθηκε για πρώτη φορά στις μύγες των φρούτων μόλις το 2015. Μέσα σε λίγους μήνες η ιδέα επεκτάθηκε στα κουνούπια και ήδη η τεχνολογία θεωρείται αρκετά υποσχόμενη ώστε να έχει προσγειωθεί 75 εκατομμύρια δολάρια από τον Μπιλ Γκέιτς, το ίδρυμα του οποίου στοιχηματίζει ότι η κατάσβεση των κουνουπιών θα μπορούσε να εξαλείψει την ελονοσία από την Αφρική.

Οπότε ήταν θέμα χρόνου - λιγότερο από δύο χρόνια, αποδείχτηκε - προτού προσαρμοστεί η τεχνική στα θηλαστικά.

Οι δύο ομάδες επιστημόνων που συντονίζουν την εργασία τους με το Island Conservation συμφώνησαν να αποκαλύψουν την έκταση της τεχνικής προόδου τους σε MIT Technology Review , αναφέροντας την ανάγκη ανάπτυξης ισχυρής τεχνολογίας γονιδιακών κινητήρων σε ανοιχτό χώρο και όχι πίσω από κλειστές πόρτες.

Είναι η τέλεια στιγμή για να συζητήσουμε τους κινδύνους της τεχνολογίας, λέει Πωλ Θωμάς , γενετιστής ποντικών στο Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας, στη Νότια Αυστραλία. Πρέπει ακόμα να δούμε αν λειτουργεί καθόλου. Και δεν δείχνει μόνο ότι λειτουργεί, αλλά πόσο αποτελεσματικό και σταθερό είναι.

Ο Τόμας λέει ότι αυτός και οι μαθητές του δημιούργησαν ποντίκια με γονιδιακή οδήγηση χρησιμοποιώντας το CRISPR, την ισχυρή τεχνολογία επεξεργασίας DNA. Για να το κάνουν, οι Αυστραλοί δημιούργησαν το CRISPR σε ένα εγωιστικό γονίδιο σχεδιασμένο να μεταδίδεται σε όλους σχεδόν τους απογόνους ενός ποντικιού, και όχι μόνο στους μισούς, όπως θα περίμενε κανείς. Για να παρακολουθήσουν την εξάπλωσή της, έχουν επίσης συνδέσει μια φθορίζουσα πρωτεΐνη, έτσι ώστε τα ποντίκια που την κληρονομούν να λάμπουν κόκκινο όταν τους ρίξετε ένα μαύρο φως.

Με τους επικριτές να ανησυχούν για την πιθανότητα να διαφύγει ένας οργανισμός με γονίδιο από το εργαστήριο, ο Thomas λέει ότι το εργαστήριό του έχει λάβει προφυλάξεις για να αποτρέψει ένα ατύχημα, συμπεριλαμβανομένου του σχεδιασμού χαρακτηριστικών ασφαλείας ώστε η κίνηση να μην μπορεί ακόμη να μεταδοθεί σε άγρια ​​ποντίκια. Όταν του μίλησα τον Ιανουάριο, ο Τόμας είπε ότι επρόκειτο να αρχίσει να εκτρέφει το πρώτο σύνολο ζώων εργαστηρίου για να προσδιορίσει εάν η κίνηση λειτουργεί όπως είχε προβλεφθεί. Αυτό το βήμα, που μεταφέρθηκε σε μερικές γενιές, θα διαρκέσει αρκετούς μήνες.

Η άλλη ομάδα εδρεύει στο Texas A&M University και διευθύνεται από γενετιστή ποντικών Ντέιβιντ Θρέντγκιλ , ο οποίος λέει ότι το εργαστήριό του έχει κατασκευάσει ποντίκια χωρίς κόρη πρώτης γενιάς. Μερικοί εκτρέφονται τώρα για να καθοριστεί εάν το χαρακτηριστικό που είναι μόνο αρσενικό θα περάσει στις μελλοντικές γενιές, όπως ελπίζεται.

Αντί για το CRISPR, το εργαστήριο του Threadgill χρησιμοποίησε μια διαφορετική στρατηγική, αξιοποιώντας μια φυσική ομάδα γονιδίων που ονομάζεται σύμπλεγμα t. Αυτό το γενετικό στοιχείο καταφέρνει επίσης να εξαπλωθεί εγωιστικά βλάπτοντας τα σπερματοζωάρια που δεν το έχουν και ευνοώντας αυτά που το έχουν, έτσι καταλήγουν να γονιμοποιούν ωάρια και να κάνουν περισσότερα ποντίκια. Εκδόσεις του συμπλέγματος t είναι ήδη παρούσες σε πολλά άγρια ​​ποντίκια.

Για να κάνει τα ποντίκια χωρίς κόρη, η ομάδα του Threadgill εισήγαγε μια πρόσθετη τροποποίηση. Συνέδεσαν στο σύμπλεγμα t ένα επιπλέον αντίγραφο του Sry, ενός γονιδίου που βρίσκεται κανονικά στο χρωμόσωμα Υ και το οποίο καθορίζει εάν ένα θηλαστικό αποδεικνύεται αρσενικό. Εάν η μονάδα λειτουργεί όπως προβλέπεται -κάτι που θα πρέπει να είναι ξεκάθαρο μέσα σε λίγες εβδομάδες- περισσότερα από εννέα στα 10 νεογνά ποντικών θα μπορούσαν να κληρονομήσουν το Sry και να έχουν αρσενικά γεννητικά όργανα. Απελευθερωμένα σε αρκετά μεγάλους αριθμούς σε ένα νησί, τα τρωκτικά χωρίς κόρη θα μπορούσαν, κατά τη διάρκεια αρκετών μηνών έως μερικών ετών, να οδηγήσουν σε έναν πληθυσμό ποντικών που είναι, ας πούμε, μόνο Μίκυ και καμία Μίνι. Τότε τα ποντίκια θα πέθαιναν.

Νησί αρουραίων

Το Island Conservation ιδρύθηκε τη δεκαετία του 1990 και τα πρώτα του κατορθώματα αφαιρώντας γάτες, κατσίκες, ακόμη και άγρια ​​γαϊδούρια από τη Μπάχα Καλιφόρνια αναφέρονται στο Νησί αρουραίων , μια αναφορά σε ολόκληρο το βιβλίο των παγκόσμιων προσπαθειών εκκαθάρισης νησιών, οι οποίες μέχρι τώρα έχουν εξαφανίσει τρωκτικά από 500 νησιά.

Το μειονέκτημα είναι πώς οι ομάδες διατήρησης έχουν βασιστεί στο brodifacoum, μια τοξίνη που λέγεται ότι είναι 100 φορές πιο ισχυρή από το ποντικοφάρμακο βαρφαρίνη. Τα τρωκτικά αιμορραγούν μέχρι θανάτου αφού το φάνε. Το ίδιο κάνουν όλοι οι φαλακρός αετός και οι γλάροι που δεν έχουν την τύχη να κόψουν το δηλητηριασμένο θήραμα.

Θεωρητικά, η γονιδιακή κίνηση είναι η τέλεια λύση. Θα επηρεάσει μόνο ένα είδος και είναι εντελώς ανώδυνο. Ωστόσο, ορισμένοι επιστήμονες προειδοποιούν ότι η τεχνολογία μπορεί να μην λειτουργήσει ποτέ όπως είχε προγραμματιστεί. Τα ποντίκια εργαστηρίου που κουκουλώνονταν σε ένα νησί θα ήταν τα πρώτα που θα αρπάχτηκαν από ένα αρπακτικό. Και τα θηλυκά μπορεί να είναι σε θέση να μυρίσουν το γονιδιακό κίνητρο, αποφεύγοντας ορισμένα αρσενικά ή ακόμη και να αναπτύξουν αντίσταση σε αυτό. Νομίζω ότι υπάρχουν πραγματικά πολλά πράγματα που θα μπορούσαν να πάνε στραβά, λέει Neil Gemmell , ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Οτάγκο στη Νέα Ζηλανδία. Αν νομίζετε ότι απλώς πρόκειται να απελευθερώσετε πράγματα και θα εξαφανιστούν για εσάς, είναι μεγάλο λάθος.

Η Island Conservation, η οποία αρχικά είπε ότι σχεδίαζε να δοκιμάσει μια υπεράκτια δοκιμή έως το 2020, έκτοτε υπαναχώρησε από αυτήν την πρόβλεψη, επικαλούμενη τεχνικά και κανονιστικά ερωτήματα ανοιχτού τύπου.

Αυτό δεν σημαίνει ότι ο Gemmell δεν ενδιαφέρεται. Το 2016, η κυβέρνηση της Νέας Ζηλανδίας ξεκίνησε επίσημα Predator Free 2050 —το φιλόδοξο σχέδιό της να σκοτώσει κάθε αρουραίο, ποσούμ και νυφίτσα στην επικράτειά του, έκτασης 103.483 τετραγωνικών μιλίων. Τα έγγραφα του προγράμματος καλούν γονίδιο οδηγεί σε μια ρεαλιστική προοπτική και ο Gemmell είναι μέλος μιας επιτροπής που εξετάζει τις επιλογές.

Η χρήση μιας γενετικής επίθεσης μαζί με δηλητήριο και παγίδες είναι πιθανώς ο μόνος τρόπος για να διασφαλιστεί ότι η εξάλειψη θα εξαφανιστεί φθηνά και γρήγορα, λέει ο Gemmell, αλλά τα εμπόδια φαίνονται τρομακτικά. Ακόμα κι αν τα ποντίκια λειτουργούν σε ποντίκια, κανείς δεν έχει κατασκευάσει ποτέ γενετικά ένα οπόσουμ ή μια νυφίτσα. Και πώς θα έμοιαζε ακόμη και ένα κέντρο αναπαραγωγής που μπορεί να βγάλει χιλιάδες γενετικά τροποποιημένα ποσούμ την εβδομάδα; Επιπλέον, επειδή τα possums αναπαράγονται μόνο μία φορά το χρόνο, θα μπορούσαν να χρειαστούν πολλά χρόνια ή δεκαετίες για να έχει μια γονιδιακή κίνηση να έχει το θανατηφόρο αποτέλεσμα.

Η χρήση γονιδιακών κινήσεων δεν θα είναι σε θέση να προχωρήσει χωρίς ευρεία δημόσια υποστήριξη. Και αυτό μπορεί να είναι δύσκολο να το κερδίσουμε δεδομένου του τρόπου με τον οποίο ήδη διχάζει τους οικολόγους. Ορισμένες ομάδες, όπως οι Φίλοι της Γης, είναι βαθιά καχύποπτες για οποιαδήποτε γενετική μηχανική και τα γονίδια αποκαλούν λανθασμένη λύση στο πραγματικό πρόβλημα της απώλειας βιοποικιλότητας.

Η Cummings, η περιβαλλοντική δικηγόρος που είναι επίσης συγγραφέας ενός βιβλίου που επικρίνει τους ΓΤΟ, λέει ότι είναι επίσης ανήσυχη από τα σχέδια να στοχοποιήσουν θηλυκά ποντίκια. Χωρίς κόρη οτιδήποτε είναι πρόβλημα, λέει. Ολόκληρη η έννοια «εξάλειψη της γυναίκας» πρέπει να εξεταστεί φιλοσοφικά και ηθικά. Η Cummings, η οποία άκουσε τα επιχειρήματα της Island Conservation, λέει ότι κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η διάσωση θαλάσσιων πτηνών από αρουραίους χρησιμοποιείται για να ασβεστώσει αυτή την τεχνολογία, να της δώσει ηθική κάλυψη, όταν μπορεί να είναι το πιο επικίνδυνο βιολογικό όπλο στον κόσμο.

Οι δύο πλευρές συζήτησαν πολλές φορές πέρυσι, με πιο πρόσφατη τον Δεκέμβριο, σε μια συνάντηση στο Κανκούν της Σύμβασης των Ηνωμένων Εθνών για τη Βιοποικιλότητα, όπου ακτιβιστές συμπεριλαμβανομένων των Friends of the Earth και της Ομάδας ETC συγκέντρωσαν περίπου 170 ομάδες της κοινωνίας των πολιτών ζητώντας μορατόριουμ στις γονιδιακές ενώσεις. Ενα γράμμα υπογεγραμμένο από φωστήρες, συμπεριλαμβανομένης της πρωτευτολόγου Τζέιν Γκούνταλ, προειδοποίησε ότι τα γενοκτονικά γονίδια θα μπορούσαν να έχουν συνέπειες πέρα ​​από την κατανόησή μας.

Η προσπάθεια εξαναγκασμού απαγόρευσης απέτυχε.

κρύβω

Πραγματικές Τεχνολογίες

Κατηγορία

Χωρίς Κατηγοριοποίηση

Τεχνολογία

Βιοτεχνολογία

Τεχνική Πολιτική

Την Αλλαγή Του Κλίματος

Άνθρωποι Και Τεχνολογία

Silicon Valley

Χρήση Υπολογιστή

Περιοδικό Mit News

Τεχνητή Νοημοσύνη

Χώρος

Έξυπνες Πόλεις

Blockchain

Feature Story

Προφίλ Αποφοίτων

Σύνδεση Αποφοίτων

Δυνατότητα Ειδήσεων Mit

1865

Η Θέα Μου

77 Mass Ave

Γνωρίστε Τον Συγγραφέα

Προφίλ Στη Γενναιοδωρία

Βλέπεται Στην Πανεπιστημιούπολη

Επιστολές Αποφοίτων

Νέα

Εκλογές 2020

Με Ευρετήριο

Κάτω Από Τον Θόλο

Πυροσβεστική Μάνικα

Άπειρες Ιστορίες

Πανδημικό Τεχνολογικό Έργο

Από Τον Πρόεδρο

Θέμα Εξώφυλλου

Φωτογραφίες

Συνιστάται