CRISPR Genome Editing: Fighting Disease
Sommario:
L'editing genico potrebbe essere la risposta alla diffusione di malattie trasmesse dalle zanzare come il virus Zika e la febbre dengue?
Un gene di interruttore generale appena scoperto potrebbe dare agli umani il vantaggio nelle secolari guerre di insetti e la capacità di combattere gli insetti in un modo meno costoso, più efficace.
Pubblicità PubblicitàQuesta è la buona notizia di un entomologo e di un biochimico della Virginia Tech, la cui innovazione genetica è delineata in una recensione, pubblicata oggi sulla rivista Trends in Parasitology.
I coautori Zach N. Adelman, PhD, professore associato di entomologia, e Zhijian Tu, PhD, professore di biochimica, credono nella loro scoperta di un fattore determinante per il maschio nelle zanzare, combinato con il gene Il sistema di adattamento CRISPR-Cas9 potrebbe potenzialmente forzare le popolazioni di zanzare a produrre meno femmine e più maschi.
Le zanzare femminili sono i trasmettitori di Zika, febbre gialla, malaria, Chikungunya e febbre dengue.
PubblicitàIl virus Zika e altre malattie pericolose sono diffuse solo da una delle 3, 500 specie di zanzare del mondo, Aedes aegypti o zanzara tigre asiatica, comune negli Stati Uniti.
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Come "Zanzare" Nix "
La scoperta di Adelman e Tu del primo fattore determinante del maschio, noto anche come fattore M, nelle zanzare si chiama Nix. È stato segnalato nel maggio 2015 in uno studio di alto profilo sulla rivista Science.
I ricercatori hanno scoperto che quando Nix è stato espresso in embrioni femminili, ha generato lo sviluppo di genitali maschili interni ed esterni.
Gli scienziati hanno avuto successo con i recenti tentativi di controllare geneticamente la febbre dengue rilasciando zanzare transgeniche e sterili, secondo il rapporto dei ricercatori.
Ma i metodi usati sono costosi e poco pratici perché richiedono rilasci di insetti a lungo termine e sono difficili da realizzare su larga scala.
Ciò ha dimostrato la promessa come un approccio facile, efficiente e preciso per introdurre mutazioni praticamente in qualsiasi sito di interesse genomico in una vasta gamma di organismi, comprese le zanzare. Zhijian Tu, Virginia TechGli scienziati della Virginia Tech hanno scoperto un modo migliore per combattere gli insetti mortali.
Pubblicità Pubblicità"Un approccio più efficace e meno costoso potrebbe essere quello di guidare i geni della malignità con il sistema CRISPR-Cas9", ha detto a Healthline. "Questo ha mostrato la promessa come un approccio facile, efficiente e preciso per introdurre mutazioni praticamente in qualsiasi sito di interesse genomico in una vasta gamma di organismi, comprese le zanzare. "
'Le zanzare sono come noi.Hanno due copie di ciascuno dei loro cromosomi ", ha aggiunto Adelman in un'intervista di Healthline. "L'aggiunta nel gene Nix dovrebbe forzare tutte le zanzare a svilupparsi come maschi. "
Usando i metodi attuali, ogni generazione di zanzare sterili deve essere allevata in una fabbrica e rilasciata. I maschi sono fisicamente separati dalle femmine in fabbrica.
Pubblicità"Con il metodo 'guida dei geni della mascolinità', le femmine non hanno bisogno di essere smistate in fabbrica, perché hai tutti i maschi", ha detto Adelman. "Quando usi un approccio in cui i maschi Nix sono anche fertili, per ogni generazione che fai da te nella fabbrica potresti ottenere molte generazioni producendo tutti i maschi in natura. "
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PubblicitàAdvertisementCRISPR è l'ingrediente finale
Il gene Nix da solo, tuttavia, sarà trasmesso solo per metà del prole. Gli scienziati dovranno usare CRISPR-Cas9 per rompere il cromosoma che non ha Nix, ha detto.
"Le cellule sono molto brave a riparare cromosomi rotti", ha detto Adelman. "E in questo caso useranno il cromosoma contenente Nix come guida per riparare quello rotto. Il risultato è che ogni cromosoma ora contiene Nix, invece di uno solo. Quindi, la maggior parte della progenie sarà maschile in ogni generazione. "
" È diventato chiaro per noi che Nix è un candidato forte per il fattore determinante per il maschio, perché si trova solo nei maschi ", ha detto Tu. "Si esprime presto durante lo sviluppo prima che il sesso sia determinato, e la sua sequenza indica una potenziale funzione nel regolare i giocatori chiave nella determinazione del sesso. "
PubblicitàGli scienziati hanno dimostrato che Nix è il primo fattore determinante per il maschio nelle zanzare, mostrando che è sia" necessario e sufficiente "per iniziare lo sviluppo della zanzara maschio, ha aggiunto.
Nella fase successiva, Adelman e Tu metteranno alla prova la loro ipotesi.
PubblicitàPubblicitàCredono che se integrano uno o alcuni geni chiave di determinazione maschile (come Nix) negli autosomi (cromosomi non correlati al sesso), sarà sufficiente ridurre il numero di zanzare femminili sia conferendo femminile-letalità o trasformare le femmine in maschi fertili o sterili.
Adelman ha dichiarato che "ci sono ancora molti dettagli tecnici da risolvere", tra cui l'ottenimento del supporto locale per testare sul campo la tecnologia, prima che possano applicare la loro scoperta sul campo.
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Come funziona Nix è un mistero
Al momento, non è ancora chiaro come Nix controlli la determinazione del sesso nelle zanzare, ha detto Tu, e I fattori M sono conservati attraverso le specie che trasmettono diverse malattie.
Ha aggiunto che l'efficacia e la stabilità a lungo termine dei sistemi di guida del gene basati su CRISPR nelle zanzare rimangono sconosciute.
"Questo nuovo approccio è probabilmente più efficace delle classiche tecniche di insetto sterile per ottenere la riduzione della popolazione e per controllare le malattie, perché il pregiudizio maschile è sostenuto per molte generazioni", ha affermato Tu."L'approccio alla fine sarebbe comunque autolimitante perché le popolazioni locali possono bloccarsi a causa di un numero insufficiente di femmine, che potrebbe eliminare il gene Nix progettato dall'ambiente. "
Il loro lavoro è stato supportato da due sovvenzioni esplorative dal National Institute of Allergy and Infectious Diseases presso il National Institutes of Health. Questo mese hanno ricevuto altre due donazioni dalla stessa agenzia per continuare le loro ricerche sulla determinazione del sesso e le relative applicazioni in Aedes aegypti e Anopheles stephensi (portatore di malaria in India, Asia meridionale e il Medio Oriente).
Mentre la loro ricerca potrebbe avere un'influenza straordinaria sulla salute globale, gli scienziati sono preoccupati dell'etica del rilascio di organismi geneticamente modificati nell'ambiente.
"Prendiamo molto sul serio queste preoccupazioni", ha detto Adelman. "Pubblicare i nostri punti di vista sulla tecnologia ora, quando ci sono ancora diversi anni prima di qualsiasi potenziale sperimentazione, dovrebbe aiutare a portare tutti gli argomenti nella sfera pubblica con il tempo necessario per avere una discussione informata. “
