До сих пор генно-модифицированных комаров делали такими, чтобы у них было дефектное потомство, безопасное для людей. Однако самки диких комаров не желали спариваться с «дефектными» самцами, что срывало подобные проекты.
Новый подход противоположен: теперь ГМ-комары будут выживать эффективнее природных, что и позволит им вытеснить диких сородичей. Как мы уже не раз отмечали, комар — самое опасное для людей животное на планете. По некоторым подсчетам, всего за историю нашего вида они убили 50 миллиардов человек из 110 миллиардов, когда-либо живших. Основная (но не единственная) причина опасности — переносимая комарами малярия.
Вопреки заблуждениям, она вполне переносится и обычными комарами, живущими в России, отчего до ДДТ малярия была здесь эндемичной и вызывала до десятка миллионов случаев заболевания в год. Кампания против ДДТ с 1970-х остановила сокращение ареала малярии, так что она по-прежнему убивает людей (в основном детей) намного чаще голода и войн, вместе взятых. Недавно мы писали о попытках решить этот вопрос за счет пестицидов нехимического действия, но есть и иной подход — биологический.
В его рамках действует англо-американская компания Oxitec, создавшая генетически модифицированных комаров-самцов, от которых рождалось бескрылое потомство. Естественно, оно уже не могло представлять угрозу для человека. Однако попытки выпустить таких ГМ-комаров в Бразилии ранее привели к неожиданному результату: самки диких комаров как-то научились понимать, что перед ними — ГМ-комары, и избегали спаривания. К тому же малая часть таких насекомых из-за ошибок модификации все же оставляла жизнеспособное потомство.
Теперь исследователи из США решили пойти по принципиально иному пути — создавать не «дефектных» комаров, а таких, которые превосходят природных. Для этого они использовали Cas9 (управляемая при помощи РНК-гидов эндонуклеаза), внеся с ее помощью в ДНК комаров два гена, отвечающих за выработку двух антител. Каждое из них борется с малярийным плазмодием — простейшим, инфицирующим людей и комаров и вызывающим малярию.
В результате ученым удалось в лабораторных условиях добиться спаривания подобных самцов «суперкомаров» с самками. Причем если для Anopheles gambiae самки по-прежнему охотнее спаривались с немодифицированными самцами, то для другого вида комаров — переносчиков малярии, Anopheles coluzzii, ГМ-самцы привлекали самок, как и дикие, отчего их «антималярийные гены» быстро распространялись в популяции.
При этом как частота инфицированности модифицированных комаров малярийными плазмодиями, так и количество плазмодиев на особь, если заражение все же случалось, были существенно понижены. По расчетам авторов работы, аналогичные изменения в природе сократили бы вероятность заражения людей, живущих рядом с такими комарами, на 90% и более.
Новый подход имеет большие преимущества перед прежними. Во-первых, он позволяет распространять модифицированные гены «суперкомаров» по комариной популяции без «пенальти», как у прежних «неполноценных» ГМ-комаров. Во-вторых, такие гены вряд ли будут случайно вытеснены из популяции отбором: ведь меньше болеющие комары смогут быстрее размножаться и в дикой природе.
Недостатки подхода тоже вполне очевидны. Несмотря на эти антитела, плазмодий все же иногда мог заражать комаров. Значит, в природных условиях он получит серьезное давление отбора в сторону способности развиваться, несмотря на контакт с новыми антителами. В перспективе это может привести к появлению плазмодия, полностью нечувствительного к ним.
Кроме того, комары переносят не только малярию, но и денге, а также лихорадку Западного Нила. Если пестициды решают сразу все эти проблемы (и без дестабилизации экосистем, что известно по Новой Каледонии и другим экосистемам без комаров), то подход «генетически улучшаем комаров, не истребляя их» требует отдельных модификаций против возбудителей каждой из этих инфекций, а это явно сложнее.
Сейчас разработчики новых «суперкомаров» ведут переговоры с властями африканского островного государства Сан-Томе и Принсипи о выпуске там модифицированных насекомых. Если переговоры пройдут успешно, скоро мы сможем оценить перспективность нового метода на практике.
Автор: Александр Березин