Применяя новую технологию, основанную на CRISPR, для решения широкого круга сельскохозяйственных задач, исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего поставили перед собой цель уничтожить всемирно известного вредителя ценных продовольственных культур
Николай Кандул, Омар Акбари и их коллеги впервые продемонстрировали высокоточный метод стерилизации насекомых, или pgSIT, на Drosophila melanogaster, обыкновенной плодовой мушке, в 2019 году. Эта технология, позже адаптированная для комаров, использует программируемые методы CRISPR для редактирования ключевых генов, влияющих на размножение. Яйца насекомых, разработанные с помощью pgSIT, внедряются в целевую популяцию, и вылупляются только стерильные самцы, что приводит к тупику фертильности для этого вида.
Кандул, Акбари и их коллеги теперь адаптировали технологию для использования с Drosophila suzukii, инвазивной плодовой мухой (также известной как пятнистокрылая дрозофила), которая наносит ущерб урожаю на миллионы долларов, сообщает портал Рhys.org со ссылкой на статью в журнале GEN Biotechnology.
«Это безопасная, эволюционно стабильная система, - говорит Акбари, профессор кафедры клеточной биологии и биологии развития Школы биологических наук Калифорнийского университета в Сан-Диего. - Кроме того, система не приводит к неконтролируемому распространению и не сохраняется в окружающей среде - обе важные функции безопасности помогут ей получить разрешение на использование».
Мухи D. suzukii вторглись во многие части мира, где наносят ущерб разным культурам, включая яблоню, вишню, малину, чернику, клубнику, персики, виноград, оливки и помидоры. Известно, что мухи размножаются, откладывая яйца внутри растущих плодов. Их трудно контролировать, поскольку личинки поедают созревающую мякоть плодов, что ограничивает эффективность распыления инсектицидов. Кроме того, известны случаи устойчивости к инсектицидам.
Концепции, лежащие в основе pgSIT, восходят к 1930-м годам, американские ученые начали использовать радиацию для стерилизации насекомых-вредителей. С помощью CRISPR ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего избежали необходимости во вредном излучении и вместо этого используют редактирование CRISPR.
Как предполагается, яйца pgSIT можно было бы производить на заводе и выпускать в местах, зараженных такими вредителями, как D. suzukii. Яйца могут быть размещены непосредственно в местах, где мухи наносят ущерб, и примерно через две недели вылупятся только стерильные самцы. Поскольку нокаутированы только два гена, самцы становятся достаточно подготовленными, чтобы конкурировать со своими дикими собратьями, и быстро ищут самок для спаривания, что приводит к нежизнеспособному потомству.
«Эта технология заменит потребность в инсектицидах и только подавит популяцию целевых видов, - сказал Акбари. - За последние четыре года мы разработали pgSIT для нескольких разных видов. В будущем мы надеемся использовать метод в качестве платформенной технологии для переноса на целый ряд вредителей».
(Источник: phys.org. Фото: Мишель Буи, Калифорнийский университет в Сан-Диего).