Внедрение одного гена превратило самок комаров в самцов

Внедрение одного гена превратило самок комаров в самцов

Ученые внедрили в геном комаров один мужской ген, и генетические самки выросли самцами по всем фенотипическим признакам. Однако сменившие пол комары не смогли летать и спариваться, поскольку у них отсутствовал другой мужской ген. Зато генетические самцы с дополнительным мужским геном в аутосоме успешно размножались, а в их потомстве большинство самок становилось самцами. Авторы статьи, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, считают, что с помощью трансгенных самцов можно снизить долю кусающих самок в популяции и замедлить распространение переносимых комарами болезней.
 248 •
  0
16.07.2020
Потомство от скрещивания трансгенного самца желтолихорадочного комара и самки дикого типа. Слева и справа самец и самка дикого типа, посередине трансгенные самцы. Второй справа — самец, сменивший пол — генетическая самка с мужским фенотипом Azadeh Aryan

Комары приобретают мужской пол, если в ходе их развития включается мужской фактор в специальном локусе. У ряда видов такие факторы нашли (например, у переносчиков тропической лихорадки Aedes aegypti это фактор Nix) — эти первичные сигналы через каскад событий запускают экспрессию консервативных транскрипционных факторов, которые и регулируют половую дифференциацию.

Ученые из Политехнического университета Виргинии пробовали манипулировать мужским фактором Aedes aegypti — они выключали ген Nix в мужских эмбрионах, и в результате у взрослых особей начали развиваться яичники. После обратной процедуры — внесения плазмиды с Nix в женские эмбрионы — появлялись комары с мужскими половыми органами. Однако в обоих случаях изменить удалось не все фенотипические проявления пола. Это может объясняться соматическим мозаицизмом (разными генотипами половых и соматических клеток), использованием «неправильного» промотора или участием в определении пола других генов того же локуса.

Та же группа ученых во главе с Чжицзянь Ту (Zhijian Tu), что меняла пол комаров в прошлый раз, взялась за эту задачу снова. Биологи создали две трансгенные линии желтолихорадочных комаров (Aedes aegypti), в которых экспрессия Nix подчинялась такому же промотору, как и в насекомых дикого типа.

Nix встроился в хромосомы комаров, экспрессировался в них так же, как и эндогенный фактор, и полностью изменил фенотип генетических самок на мужской. Насекомые, которым сменили пол, были крупнее генетических самцов, но не могли летать. Поскольку спариваются комары в полете, трансгенные самцы не могли оплодотворить активных самок. Тогда ученые поместили к насекомым анестезированных самок, они смогли спариться и в результате получилось жизнеспособное потомство: половина — самки дикого типа, половина — трансгенные самцы. Значит, исследователям действительно удалось сменить пол комаров и вырастить фертильных самцов.

Ученые предположили, что неспособность трансгенных комаров к полету связана с геном myo-sex, который расположен в том же «мужском» локусе, что и Nix. У комаров дикого типа с помощью CRISPR/Cas9 удалили myo-sex — действительно, часть таких насекомых не смогла летать. Летающие комары спарились, и в их потомстве тоже обнаружили нелетающих насекомых — у всех них были мутации в myo-sex. Авторы работы заключили, что этот ген необходим для полета самцов.

Наконец, ученые проверили, насколько летающие трансгенные самцы (несущие эндогенный мужской локус, а также вставленный искусственно Nix) успешно спариваются с самками. Для этого в клетки помещали по 20 трансгенных самцов и самцов дикого типа, а также десять самок. В результате в потомстве половины самок появились трансгенные особи, а значит насекомые могут эффективно распространять ген «смены пола», по крайней мере, в лабораторных условиях.

В будущем трансгенных самцов можно будет использовать для снижения количества самок в популяции — ведь именно они пьют кровь и передают различные заболевания. Однако для начала необходимо провести дополнительные исследования и создать полноценных (то есть летающих) трансгендерных комаров — для этого нужно внедрить в их генотип одновременно Nix и myo-sex.

А пока ученые пользуются более примитивными инструментами снижения численности комаров — выпускают в природу стерильных самцов, которые конкурируют с фертильными за самок. Недавно даже опробовали дрон, который разбрасывает стерильных комаров и равномерно распределяет их по большой территории.

Источник: nplus1.ru

Комментарии для сайта Cackle

Актуальное

Главное


Партнеры

Все партнеры