Gen Sürücüleri Nedir? Bilim adamları Ölümcül Sivrisineklere Nasıl Karşı Mücadele Ediyor?

Dünyadaki en ölümcül hayvan nedir? Korkunç aslanlar, kaplanlar, köpekbalıkları ve timsahları akla getiren bir soru. Fakat cevabı 1 santimetreden uzun olmayan bir hayvandır.

Farklı ortamları dolduran binlerce kişiden birkaç sivrisinek türü yeryüzündeki en ölümcül hayvanlardır. Anofel tek başına sivrisinekler, sıtmalarını ısırmaları yoluyla iletir ve yıllık olarak 200 milyondan fazla kişiyi enfekte eder ve yılda yüzde 70'i 5 yaşın altındaki çocuklar olan 400.000 ölümden sorumludur.

Diğer sivrisinek türleri de hastalıkları - dang, Batı Nil ve Zika - ısırıkları yoluyla iletir.

Londra'daki Imperial College'de sivrisinek ve hastalık vektörü olarak rolüne odaklanan genetikçileriz. 20 yıldan fazla bir süredir genetiği değiştirilmiş sivrisineklerin gelişimine odaklanıyoruz. Çünkü onlarca sıtma kontrolü bize sıtmayı önlemede en etkili stratejinin sivrisineklerin kendisini kontrol etmek olduğunu öğretti. Yıllar süren araştırma, “gen sürücüsü” adı verilen nihai ve sofistike genetik aracın geliştirilmesine yol açtı. Doğru bir şekilde tasarlandığında, laboratuvarlardaki kafeslerde bulunan sivrisinek popülasyonlarını ortadan kaldırabilir.

Ayrıca bakınız: Milyonlarca Parazitle Kurtulan Sivrisinek, Robotlar Tarafından Yükseltilmiş Zika ile Nasıl Savaşabilir?

Her Gün Sivrisinek Kaynaklı Hastalıklarla Mücadele Ediyoruz

Sadece dişi sivrisinekler insanları ısırır. Yumurtalarını üretmek için besin toplamak için insan kanı içiyorlar. Dişi sivrisineklere bir virüs veya parazit bulaşmışsa, enfeksiyonu ısırılan kişinin üzerine geçirir. Daha sonra, eğer enfekte olmamış bir sivrisinek, yeni enfekte olmuş insanı ısırırsa, mikroorganizmayı toplar ve hastalığı diğer kişilere yayabilir.

Dünya nüfusunun neredeyse yarısını tehdit eden sıtma gibi bir hastalık için, halk sağlığı girişimleri, sıtma parazitinin kendisini hedef almak için aşılar ve ilaçlar gibi çeşitli yöntemler kullanmıştır. Diğer yöntemler - pestisitler, ilaçlama, yatak ağları ve sivrisineklerin yaşam alanlarının kaldırılması dahil - sivrisineklerle teması ya da sayısını azaltmaya çalışır. Ancak, sivrisinekleri hedeflemenin dünyadaki sıtma vakalarını azaltmanın en etkili yolu olduğuna inanıyoruz.

Şu anda sıtma yükünün en yüksek olduğu Afrika'da, içeride böcek ilacı püskürtmek ve böcek ilacı bağlamalı yatak ağları altında uyumak, sıtma bulaşmasını hızla azaltmanın en etkili yoludur. Bu kontrol önlemleri ve müdahaleler, sıtma yükünü birçok yerde çarpıcı biçimde azaltmaya yardımcı olmuştur. 2010'dan beri sıtmanın neden olduğu ölüm oranları, 5 yaşın altındaki çocuklar arasında yüzde 35 düştü.

Bununla birlikte, bu yöntemler sürdürülebilir değildir ve tam potansiyellerine ulaşmak için büyük ölçekte uygulanmaları gerekir. Bu, sıtma vakalarının arttığı 2010'dan bu yana ilk kez belirginleşen ve önceki yıllarda gözlenen düşüş eğilimini kıran 2014 ve 2016 arasında belirginleşti. Sivrisinekler, antimalarial ilaçlara ve böcek ilaçlarına karşı direnç geliştiriyor ve seçenekler ve zaman tükeniyor.

Yeni bir yaklaşım

Sıtmanın ortadan kaldırılması için halk sağlığı araştırmacılarının cephaneliğimizi yükseltmeleri gerekiyor. Bu amaca doğru ilerlemek için Imperial Imperial'deki Crisanti laboratuarı biz sadece bunun için bir plan üzerinde çalışıyoruz.

Son zamanlarda, bilim adamlarının DNA'yı büyük bir verimlilikle düzenlemelerine izin veren CRISPR adlı bir teknoloji geliştirilmiştir. Dünyanın dört bir yanındaki araştırmacılar sıtma gibi sivrisinek kaynaklı hastalıkları ortadan kaldırmak amacıyla sivrisinek DNA'sını değiştirmek için CRISPR kullanıyor. Laboratuvarımızda, şimdiye kadar önerilen teknolojinin belki de en gelişmiş kullanımı olanı geliştirdik. Buna “gen sürücüsü” denir. Bu tür genetik modifikasyon, vahşi kalitedeki bir özelliği yayma yeteneğine sahiptir ve kalıtımın klasik yasalarını geçersiz kılar.

Bir ebeveynden, bir nesilden diğerine kalıtımın klasik yasaları yoluyla iletilen DNA, her neslin soyunun sadece yarısı tarafından miras alınır. Bu, sivrisinek popülasyonundaki genetik modifikasyon veya özellik sıklığını aynı tutar.

Gen sürücüleri, soyun yüzde 50'sinden daha fazla kalıtsaldır. Bu, onlara gelecek nesillere göre bir özelliğin sıklığını giderek arttırma yeteneği verir; bu, diğer GM sivrisineklerinin potansiyel kullanımına göre bir avantajdır.

Yabani Sivrisinek Populasyonlarını Değiştirme Etiği

Kadın sivrisineklerin gelişimi için gerekli olan doğurganlık genlerini hedef alan bir gen sürücüsü tasarladık. Bu genler parçalandığında, dişi böcek yavruları ısıramaz veya üretemez.

Gen sürücülerinin avantajı, yalnızca Anopheles gambiae türler - Sahra altı Afrika'da hastalığı taşıyan ana vektörlerden biri - olmayanları etkilemeden.

Teknolojimizi laboratuvarda test ettiğimizde, bu özelliği kafeslerdeki sivrisinek popülasyonunun yüzde 100'üne yayabildik. Normal erkek sivrisinekler ve kısır dişiler üretmenin sonucu, altı ay içinde nüfusu sıfıra indirmemizdi.

Bu, bir popülasyonun laboratuarda da olsa bir gen sürücüsü kullanılarak bastırıldığı ilk zamandır.

Gen sürücüsü, hızlı hareket eden ve güçlü bir genetik teknolojidir. İnsan popülasyonunu sürekli insan müdahalesi olmadan doğal popülasyonlara dönüştürme yeteneği, bulaşıcı hastalıklarla savaşmak için kullanılan mevcut araç ve yöntemleri desteklemek ve ekonomik ve ekolojik yüklerini azaltmak için idealdir.

Laboratuardaki kafesli sivrisinek popülasyonlarının baskılanması bir dönüm noktası başarısı olsa da, bir gen tahriki için fiili bir saha salımı, gelecekte en az on yıl.

Tek başlarına ve potansiyel olarak geniş coğrafi alanlara yayılabildiklerinden, teknoloji kullanımları hakkındaki potansiyel etik kaygıları ortaya çıkarmaktadır. Örneğin, etkilenen topluluklardan tam bir fikir birliğine ulaşılamaması durumunda bir gen sürücüsünün ne zaman serbest bırakılacağına kim karar verir? Bu konular bilim adamları, etikerler, düzenleyiciler ve gen tahrik teknolojisinin kullanımından etkilenebilecek kişiler tarafından geniş çapta tartışılmaktadır.

Bununla birlikte, bilim topluluğu, yayılmasını sınırlayacak tasarımlar için potansiyel de dahil olmak üzere, teknolojiyi korumak için potansiyel yöntemler konusunda büyük ilerleme kaydetmiştir. Bir gen sürücüsünün vahşi ortamda serbest bırakılıp bırakılamayacağına dair nihai karar, etkilenen ülkelerin ve daha özel olarak bu hastalıklarla her gün yaşayan toplulukların rızası ile yapılmalıdır.

Bu makale ilk olarak Andrea Crisanti ve Kyros Kyrou'nun The Talk'ta yayımlandı. Orijinal makaleyi buradan okuyun.