Landmænd søger at implementere kraftfuldt gendrev

En teknologi, der frygtes for sit potentiale som et biovåben, tiltrækker interesse fra landmænd som en måde at bekæmpe skadedyr på. Ved

• Antonio Regalado arkiv side

12. december 2017

Udlånt af Omar Akbari

Siden den første gang dukkede op i det nordlige Californien i 2008, er plettet-vinge-drosophila, en type frugtflue hjemmehørende i Asien, blevet banebrydende for statens kirsebærfarme på grund af den barberkantede æglæggere på halen.

I stedet for at lægge æg i rådnende bær, som tamfluer gør, slår den invasive art huller i frugt, der stadig er ved at modnes, og ødelægger den. Omkostningerne for amerikansk landbrug: omkring 700 millioner dollars om året.

Californiens kirsebærdyrkere tror, ​​de kan have en måde at slippe af med fluerne billigt. For at gøre det regner de med en teknologi udviklet af genetikere: et gendrev, der kan sprede DNA-ændringer blandt vilde fluer og potentielt dræbe dem.

Gendrevet teknologi er blandt de mest omdiskuterede - og frygtede - opfindelser i moderne biologi. Modstandere kalder det en genetisk atombombe og vil have det forbudt. Andre ser muligheden for hidtil usete folkesundhedsinterventioner, som at udrydde de myg, der spreder malaria.

Nu er der for første gang kommercielle anvendelser på bordet. Med finansiering fra California Cherry Board har forskere ved University of California, Riverside, installeret et gendrev i den invasive skadedyr, første gang teknologien er blevet etableret i en kommercielt vigtig art.

En frugtflues larve lyser rødt. Den fluorescerende markering signalerer, at den har arvet et gendrev, eller egoistisk genetisk element, fra sin mor. TILLATELSE AF OMAR AKBARI

Ud over denne indsats, som forbliver begrænset til laboratoriet, forfølger to spinout-virksomheder fra University of California, San Diego, også kommerciel brug af gendrev. Den ene, Agragene, har også til hensigt at ændre planter og insekter. Dets søsterselskab, Synbal , ønsker at udnytte teknologien som en hurtig måde at konstruere laboratoriemus og muligvis kæledyrshunde på.

Det handler om at have gener under præcis kontrol i den organisme, du modificerer, siger David Webb, fungerende administrerende direktør for begge UCSD-spinout-virksomheder, som ingen af ​​dem har rejst kapital.

Et gendrev fungerer via et såkaldt egoistisk gen, der er i stand til at replikere sig selv og blive arvet til det meste af et dyrs afkom frem for kun halvdelen, som det er normalt. Effekten kaldes super-mendelsk arv .

Problemet er, at ændring af vilde dyr rejser komplekse etiske og regulatoriske spørgsmål. Nogle videnskabsmænd bekymre dig om, at gendrev kunne løbe amok - sige, hvis forsøgsdyr undslipper og spreder forandringer i naturen. Broad Institute of MIT og Harvard har endda tilføjet gendrev til en liste over anvendelser af genredigeringsteknologi, som det ikke mener, at virksomheder bør forfølge.

Desuden vil enhver brug af en så kraftfuld teknologi være stærkt reguleret. Sådanne forhindringer forklarer, hvorfor de fleste gendrevne midler er kommet fra enten filantropier eller militæret. Gates Foundation har forpligtet mere end 75 millioner dollars til at udvikle selvdestruerende malariamyg, som det mener kan være nødvendigt for at udslette denne sygdom i Afrika. I år begyndte det amerikanske militærforskningsbureau DARPA at bruge et tilsvarende beløb på at udvikle modgift mod gendrift , skal de bruges som våben.

California Cherry Board, som repræsenterer avlere, vil bare gerne af med fluerne. Da skadedyrene ankom for et årti siden, begyndte plantagerne at sprøjte insekticider kaldet pyrethroider med handelsnavne som Mustang Maxx og Warrior.

Omar Akbari. Udlånt af Omar Akbari

Dette er dybest set det stærkeste kemikalie, der findes, siger Nick Matteis, en leder i avlerorganisationen. Sprayene dræber fluerne og stort set alle andre insekter også, inklusive bier. Hvis man ikke skulle sprøjte, er det en kæmpe sag, siger han.

For kirsebæravlere ligner et gendrev et præcisionsværktøj, der kan eliminere én art blandt tusinder. I 2013 begyndte organisationen at finansiere udviklingen af ​​teknologien og brugte omkring 100.000 dollars om året, eller omkring en tredjedel af sit forskningsbudget, for at få Riverside-professor Omar Akbari til at installere et gendrev i den flues genom.

Det er mange penge set fra deres perspektiv, men fra vores side er det kun nok til at betale en løn og nogle få eksperimenter, siger Akbari, ekspert i insektgenetik og en af ​​deltagerne i DARPA-programmet.

Alligevel havde Akbari i juli succes med gendrevet. Hans teknologi, kaldet Medea efter den græske troldkvinde, der myrdede sine børn, spredte sig til 100 procent af fluerne i eksperimenter i laboratoriebure, siger han.

Det næste trin er at bestemme, hvilken genetisk last der skal knyttes til det egoistiske gen. Hunfluer overlever vinteren, fordi deres kroppe laver kryobeskyttende midler. Tilføjelse af et gen for at blokere disse kemikalier kan få fluerne til at fryse. En anden mulighed er genetisk at ændre insekternes æglægning, så de ændrer deres adfærd.

Hvis man slap af med den kniv eller sløvede den, ville de i stedet for at stikke modnende kirsebær lægge deres æg i rådnende frugter, som almindelige fluer, siger Akbari. Fluerne ville stadig eksistere, men de ville ikke længere være planteskadedyr.

Folk frygter, at gendrev vil være ustoppelige, når de først er frigivet. Faktisk har videnskabsmænd en bred vifte af tricks til at holde dem under kontrol. I Akbaris tilfælde kræver hans Medea-system et stort antal insekter for at kædereaktionen kan begynde - mindst tusindvis. Det betyder, at et par fluer, der tager en tur et andet sted i en æske med kirsebær, næppe vil sprede drevet ved et uheld.

California Cherry Board siger, at det nu er klar til at finansiere større laboratorieundersøgelser. For at betale for dem og i sidste ende søge godkendelse til at implementere et gendrev, planlægger landmandsgruppen at rejse midler fra andre frugtavlere for at finansiere en offentlig virksomhed. Selskabet ville som en del af sit charter have et krav om at holde sine tekniske planer og økonomi ude i det fri.

Vi vil skabe en enhed, der grundlæggende er i tillidsbranchen, siger Tom Turpen, en konsulent, der rådgiver landmændene i deres dannelse af det nye selskab. Ellers, siger han, ville modstandere af GMO'er sandsynligvis anstifte en lammende offentlig debat.

Matteis, Cherry Board-direktøren, anslår, at der kan gå fem år, før et gendrev er godkendt og klar til at blive implementeret. Han håber på, at offentligheden inden da vil støtte planen. 'Ethvert insekt, der anses for at være yderst gavnligt for miljøet, ville have en meget sværere tid,' siger han. 'Men dette insekt er et nyligt ankommet. Der ville være mindre bekymring for at forstyrre livscirklen.'

skjule