การแก้ไขจีโนม CRISPR: การต่อสู้กับโรค

การแก้ไขยีนอาจเป็นคำตอบสำหรับการแพร่กระจายของโรคที่เกิดจากยุงเช่นไวรัส Zika และไข้เลือดออกหรือไม่?

ยีนสวิตช์หลักที่เพิ่งค้นพบใหม่อาจทำให้มนุษย์ได้เปรียบในสงครามแมลงหลายศตวรรษที่มีอายุมากและความสามารถในการต่อสู้กับโรคจิตด้วยวิธีที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่า

AdvertisingAdvertisement

นี่เป็นข่าวดีจากนักกีฏวิทยาและนักชีวเคมีที่ Virginia Tech ซึ่งการค้นพบยีนได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Trends in Parasitology

999 ยุงตัวเมียเป็นตัวส่งสัญญาณของ Zika ไข้เหลืองไข้มาลาเรีย Chikungunya และไข้เลือดออก

การโฆษณา

ไวรัส Zika และโรคที่เป็นอันตรายอื่น ๆ แพร่ระบาดโดยยุงจำนวน 3, 500 ชนิด

Aedes aegypti

หรือยุงลายเสือโคร่งเอเชียที่พบได้ทั่วไปในประเทศสหรัฐอเมริกา อ่านต่อ: ยุงเป็นสัตว์ที่อันตรายที่สุดในโลกหรือไม่? »

นักวิจัยพบว่าเมื่อ Nix แสดงออกในตัวอ่อนเพศหญิงจะทำให้เกิดการพัฒนาอวัยวะเพศชายทั้งภายในและภายนอก นักวิทยาศาสตร์ได้ประสบความสำเร็จในการควบคุมโรคไข้เลือดออกเมื่อไม่นานมานี้ด้วยการปล่อยยุงชนิดยีนที่เป็นหมัน

แต่วิธีการที่ใช้มีราคาแพงและไม่เป็นไปได้เนื่องจากต้องมีการปล่อยแมลงในระยะยาวและทำได้ยากในระดับใหญ่

สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าเป็นวิธีที่ง่ายมีประสิทธิภาพและแม่นยำในการแนะนำการกลายพันธุ์ที่บริเวณใด ๆ ของจีโนมที่สนใจในสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดรวมถึงยุง Zhijian Tu, Virginia Tech

นักวิทยาศาสตร์ของ Virginia Tech ได้ค้นพบวิธีที่ดีกว่าในการต่อสู้กับแมลงที่ร้ายแรง

AdvertisingAdvertisement

"วิธีการที่มีประสิทธิภาพและค่าใช้จ่ายน้อยกว่านั้นก็คือการผลักดันยีนที่เป็นตัวตนด้วยระบบ CRISPR-Cas9" นายทบอก Healthline "นี่แสดงให้เห็นว่าสัญญาเป็นวิธีที่ง่ายมีประสิทธิภาพและแม่นยำในการแนะนำการกลายพันธุ์ที่บริเวณใด ๆ ของจีโนมที่น่าสนใจในสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดรวมทั้งยุง "

'ยุงเป็นเหมือนเราพวกเขามีสำเนาของโครโมโซมสองชุด "นายอเดลแมนกล่าวในการสัมภาษณ์ Healthline การเพิ่มยีน Nix ควรบังคับให้ยุงทั้งหมดพัฒนาเป็นตัวผู้ "

การใช้วิธีการปัจจุบันการสร้างยุงที่ปราศจากเชื้อแต่ละรุ่นจะต้องได้รับการเลี้ยงดูมาในโรงงานและปล่อยออกมา เพศชายแยกตัวออกจากตัวเมียในโรงงาน

การโฆษณา

"ด้วยวิธี" การขับยีนที่แท้ "ผู้หญิงไม่จำเป็นต้องเรียงลำดับในโรงงานเพราะคุณมีเพศชายทั้งหมด" นายอเดลแมนกล่าว "เมื่อคุณใช้วิธีการที่ชาย Nix ยังอุดมสมบูรณ์สำหรับแต่ละรุ่นที่คุณกลับมาในโรงงานที่คุณจะได้รับหลายชั่วอายุคนที่ผลิตในป่า

อ่านต่อ: นักวิทยาศาสตร์หายีนแก้ไขกับ CRISPR ยากที่จะต่อต้าน»

AdvertisementAdvertisement

CRISPR เป็นส่วนประกอบสุดท้าย

ยีน Nix ด้วยตัวเอง แต่จะยังคงถูกส่งผ่านไปยังครึ่งหนึ่งของ บุตร นักวิทยาศาสตร์จะต้องใช้ CRISPR-Cas9 เพื่อทำลายโครโมโซมที่ไม่มี Nix เขากล่าว

"เซลล์ดีมากในการแก้ไขโครโมโซมที่มีปัญหา" Adelman กล่าว "และในกรณีนี้พวกเขาจะใช้ Nix ที่มีโครโมโซมเป็นแนวทางในการซ่อมแซมชิ้นส่วนที่หัก ผลที่ได้คือแต่ละโครโมโซมจะประกอบด้วย Nix แทนเพียงอันเดียว ดังนั้นลูกหลานส่วนใหญ่จะเป็นเพศชายในแต่ละรุ่น "

" เราเห็นได้ชัดว่า Nix เป็นผู้สมัครที่เข้มแข็งสำหรับผู้ชายที่เป็นตัวกำหนดปัจจัยเพราะพบเฉพาะในเพศชายเท่านั้น "นายทู้กล่าว "มันแสดงออกในช่วงต้นของการพัฒนาก่อนที่เพศจะถูกกำหนดและลำดับของมันบ่งบอกถึงศักยภาพในการกำหนดผู้เล่นหลักในการกำหนดเพศ นักวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่า Nix เป็นปัจจัยแรกในการกำหนดยุงโดยแสดงให้เห็นว่าทั้งสอง "จำเป็นและเพียงพอ" เพื่อเริ่มต้นการพัฒนายุงตัวเมียเขากล่าวเสริม

ในขั้นต่อไป Adelman และ Tu จะทดสอบสมมติฐานของพวกเขา

AdvertisementAdvertisement

พวกเขาเชื่อว่าถ้าพวกเขารวมยีนที่กำหนดไว้สำหรับผู้ชาย (เช่น Nix) เข้าไปใน autosomes (โครโมโซมที่ไม่เกี่ยวกับเพศ) ก็จะเพียงพอที่จะลดจำนวนยุงตัวเมียได้ด้วยการให้ยุง หญิง lethality หรือเปลี่ยนเพศหญิงเป็นเพศชายที่อุดมสมบูรณ์หรือเป็นหมัน Adelman กล่าวว่า "ยังมีรายละเอียดทางเทคนิคมากมายสำหรับการทำงาน" รวมถึงการได้รับการสนับสนุนจากท้องถิ่นในการทดสอบภาคสนามด้วยเทคโนโลยีก่อนที่จะสามารถใช้การค้นพบนี้ได้ในฟิลด์

อ่านต่อ: ทำไมโรคบางชนิดสามารถกำจัดได้และคนอื่นไม่สามารถ

ในขณะนี้ยังไม่ชัดเจนว่า Nix ควบคุมการมีเพศสัมพันธ์ในยุงอย่างไรบ้าง ปัจจัย M ถูกเก็บรักษาไว้ในทุกชนิดที่ส่งผ่านโรคต่างๆ

เขากล่าวเสริมว่ายังไม่ทราบถึงประสิทธิภาพและเสถียรภาพในระยะยาวของระบบยีนไดรฟ์ที่ใช้ยีน CRISPR ในยุง

"วิธีการใหม่นี้น่าจะมีประสิทธิภาพมากกว่าเทคนิคการฆ่าแมลงแบบคลาสสิกเพื่อให้เกิดการลดจำนวนประชากรและควบคุมโรคได้เนื่องจากอคติชายมีความยั่งยืนในหลายชั่วอายุคน" นายทู่กล่าว"วิธีการนี้ยังคงเป็นข้อ จำกัด ในตัวเองเนื่องจากประชากรในท้องถิ่นสามารถชนได้เนื่องจากจำนวนของเพศหญิงที่ไม่เพียงพอซึ่งสามารถกำจัดยีน Nix ที่ออกแบบมาจากสิ่งแวดล้อมได้ "

งานของพวกเขาได้รับการสนับสนุนจากทุนการศึกษาสำรวจสองฉบับจากสถาบันโรคภูมิแพ้และโรคติดเชื้อแห่งชาติที่สถาบันสุขภาพแห่งชาติ เดือนนี้พวกเขาได้รับทุนเพิ่มเติมอีกสองครั้งจากหน่วยงานเดียวกันเพื่อดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับการกำหนดเพศและการใช้งานที่เกี่ยวข้องในทั้ง Aedes aegypti และ Anopheles stephensi (ผู้ให้บริการมาลาเรียในอินเดีย, เอเชียใต้ และตะวันออกกลาง)

ขณะที่งานวิจัยของพวกเขามีอิทธิพลอย่างมากต่อสุขภาพโลกนักวิทยาศาสตร์กำลังกังวลเกี่ยวกับจริยธรรมในการปล่อยสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมไปสู่สิ่งแวดล้อม

"เราเอาใจใส่อย่างจริงจัง" Adelman กล่าว "เผยแพร่มุมมองของเราเกี่ยวกับเทคโนโลยีในขณะนี้เมื่อยังคงมีอยู่เป็นเวลาหลายปีก่อนการทดลองที่มีศักยภาพใด ๆ ควรช่วยนำข้อโต้แย้งทั้งหมดเข้าสู่วงการสาธารณะโดยมีเวลาพอที่จะมีการอภิปรายอย่างเป็นลายลักษณ์อักษร “