Генетически модифицированное насекомое - Genetically modified insect

Плодовая мушка Drosophila melanogaster , часто используемая в исследованиях генетической модификации
Часть серии о
Генная инженерия
Генная инженерия logo.png
 
Генетически модифицированные организмы
История и регулирование
Процесс
Приложения
Споры

Генетически модифицированный ( ГМ ) насекомое представляет собой насекомое , которое было генетически модифицирован , либо с помощью мутагенеза , или более точных процессов трансгенеза или cisgenesis . Мотивы использования ГМ-насекомых включают цели биологических исследований и генетическую борьбу с вредителями . Генетическая борьба с вредителями основана на последних достижениях в области биотехнологии и растущем репертуаре секвенированных геномов для борьбы с популяциями вредителей, включая насекомых. Геномы насекомых можно найти в генетических базах данных, таких как NCBI, и базах данных, более специфичных для насекомых, таких как FlyBase, VectorBase и BeetleBase. В 2011 году была начата инициатива по секвенированию геномов 5000 насекомых и других членистоногих, получивших название i5k. Некоторые чешуекрылые (например, бабочки-монархи и тутовые шелкопряды ) были генетически модифицированы в природе вирусом осы- браковируса .

Типы генетической борьбы с вредителями

Метод стерильных насекомых (МСН) был концептуально разработан в 1930-х и 1940-х годах и впервые применен в окружающей среде в 1950-х годах. МСН - это стратегия борьбы, при которой самцы насекомых стерилизуются, обычно облучением, а затем выпускаются для спаривания с дикими самками. Если выпущено достаточно самцов, самки будут спариваться с в основном бесплодными самцами и откладывать нежизнеспособные яйца. Это приводит к гибели популяции насекомых (численность насекомых чрезвычайно уменьшается), а в некоторых случаях может привести к локальному уничтожению. Облучение - это форма мутагенеза, которая вызывает случайные мутации в ДНК.

Выпуск насекомых, несущих доминантную летальность (RIDL), представляет собой стратегию борьбы с использованием генно-инженерных насекомых, которые имеют (несут) летальный ген в своем геноме (ДНК организма). Летальные гены вызывают смерть организма, а гены RIDL убивают только молодых насекомых, обычно личинок или куколок. Подобно тому, как карие глаза преобладают над голубыми, этот летальный ген является доминантным, так что все потомки насекомых RIDL также наследуют летальный ген. Этот смертельный ген имеет молекулярный переключатель, позволяющий выращивать этих насекомых RIDL. Смертельный ген отключается, когда насекомых RIDL массово выращивают в насекомых, и включается, когда они выпускаются в окружающую среду. Самцы и самки RIDL выпускаются для спаривания с дикими самцами, и их потомство умирает, когда достигает стадии личинки или куколки из-за летального гена. Это приводит к гибели популяции насекомых. Этот метод разрабатывается для некоторых насекомых, а для других насекомых были испытаны в полевых условиях. Он использовался на Больших Каймановых островах, в Панаме и Бразилии для борьбы с комарами-переносчиками денге, Ae. аегипти. Он разрабатывается для использования на моли ромбовидной ( Plutella xylostella ), средиземноморской мухе и оливковой мухе.

Техника несовместимых насекомых (IIT) - Wolbachia

Доминирующая задержка эмбриона с материнским эффектом (Медея)

X-измельчитель

Обеспокоенность

Есть опасения по поводу повседневного использования тетрациклина для контроля экспрессии летальных генов. Существуют вероятные пути развития генов устойчивости у бактерий в кишечнике ГМ-насекомых, питающихся тетрациклином, и оттуда для широкого распространения в окружающей среде. Например, гены устойчивости к антибиотикам могут передаваться бактериям кишечной палочки и плодам средиземноморскими плодовыми мушками ГМ ( Ceratitis capitata ).

Релизы

В январе 2016 года было объявлено, что в ответ на вспышку вируса Зика Национальный комитет Бразилии по биобезопасности одобрил выпуск большего количества генетически модифицированных комаров Aedes aegypti по всей стране. Ранее в июле 2015 года, Oxitec опубликовала результаты испытаний в Juazeiro регионе Бразилии, так называемых «самоограничения» комаров, бороться с лихорадкой денге, Chikungunya и Зика вирусы. Они пришли к выводу, что популяция комаров сократилась примерно на 95%.

Модифицированные виды

Биологические исследования

  • Плодовые мушки ( Drosophila melanogaster ) - модельные организмы, используемые в целом ряде биологических дисциплин (например, нейробиология , популяционная генетика , экология , поведение животных , систематика , геномика и развитие ). Многие исследования, проведенные с видами Drosophila , были основополагающими в соответствующих областях, и они остаются важными моделями для других организмов, включая человека. Например, они способствовали пониманию экономически важных насекомых и исследованию болезней и развития человека. Плодовых мушек часто отдают предпочтение перед другими животными из-за их короткого жизненного цикла, скорости воспроизводства, низких требований к содержанию и подверженности мутагенезу. Они также являются модельными генетическими организмами по историческим причинам, будучи одними из первых модельных организмов с высококачественным завершенным геномом .

Генетическая борьба с вредителями

Алмазная моль

Алмазная моль

Гусеницы алмазной моли наедаются овощами семейства крестоцветных, такими как капуста, брокколи, цветная капуста и капуста, что обходится фермерам примерно в 5 миллиардов долларов (3,2 миллиарда фунтов стерлингов) в год во всем мире. В 2015 году Oxitec разработала генетически модифицированную моли, производящую нежизнеспособные личинки самок, для борьбы с популяциями, способными выработать устойчивость к инсектицидам. Изначально ГМ-насекомые были помещены в клетки для полевых испытаний. Ранее моль была первым вредителем сельскохозяйственных культур, выработавшим устойчивость к ДДТ, и в конечном итоге стала устойчивой к 45 другим инсектицидам. В Малайзии моль стала невосприимчивой ко всем синтетическим аэрозолям. Ген представляет собой комбинацию ДНК вируса и бактерии . В более раннем исследовании содержащиеся в неволе самцы, несущие ген, уничтожили сообщества бабочек без ГМ. Размеры выводков были похожи, но потомство женского пола погибло до размножения. Сам ген исчезает через несколько поколений, что требует постоянного внедрения выращиваемых ГМ самцов. Модифицированных бабочек можно идентифицировать по их красному свечению в ультрафиолетовом свете , вызванному коралловым трансгеном.

Противники утверждают, что белок, произведенный синтетическим геном, может нанести вред нецелевым организмам, поедающим моль. Создатели утверждают, что без проблем протестировали белок гена на комарах, рыбах, жуках, пауках и паразитоидах . Фермеры, живущие рядом с испытательным полигоном, утверждают, что моль может поставить под угрозу органическую сертификацию соседних ферм . Эксперты по правовым вопросам говорят, что национальные стандарты органической продукции предусматривают наказание только за преднамеренное использование ГМО. Создатели утверждают, что моль не мигрирует при наличии достаточного количества пищи и не может пережить зимнюю погоду.

Средиземноморская плодовая муха

Средиземноморская плодовая муха

Средиземноморская плодовая муха - глобальный сельскохозяйственный вредитель. Они поражают широкий спектр сельскохозяйственных культур (более 300), включая дикие фрукты, овощи и орехи, и при этом наносят значительный ущерб. Компания Oxitec разработала ГМ-самцов, у которых есть летальный ген, который прерывает развитие самок и убивает их в процессе, называемом «предкуколочная летальность самок». Через несколько поколений популяция мух уменьшается, поскольку самцы больше не могут находить себе пару. Чтобы развести мух в лаборатории, смертельный ген можно «заставить замолчать» с помощью антибиотика тетрациклина .

Противники утверждают, что долгосрочные последствия выпуска миллионов GM-мух предсказать невозможно. Мертвые личинки мух могут остаться внутри посевов. Хелен Уоллес из Genewatch , организации, которая следит за использованием генетических технологий, заявила: «Плоды, выращенные с использованием генетически модифицированных мух Oxitec, будут заражены генетически модифицированными личинками, которые генетически запрограммированы на гибель внутри плода, который они должны защищать». Она добавила, что механизм летальности, скорее всего, не сработает в долгосрочной перспективе, поскольку ГМ-мухи развивают устойчивость или размножаются на участках, загрязненных тетрациклином, который широко используется в сельском хозяйстве.

Законодательство

В июле 2015 года Комитет по науке и технологиям Палаты лордов (Великобритания) начал расследование возможного использования ГМ-насекомых и связанных с ними технологий. Объем запроса должен включать такие вопросы, как «Выгодно ли фермерам, если бы насекомые были модифицированы с целью сокращения количества вредителей сельскохозяйственных культур? Какие проблемы безопасности и этические аспекты вызывает выпуск генетически модифицированных насекомых?

Примечания и ссылки

Смотрите также

внешние ссылки