Инвазивные чужеродные млекопитающие могут иметь катастрофические последствия для местной флоры и фауны, вызывая вымирание видов и вызывая глубокие изменения окружающей среды. Классические методы борьбы, такие как отравляющая приманка, ловушка или охота, в настоящее время неприменимы в больших масштабах, поэтому исследователи ищут альтернативы.

Геномная инженерия на основе CRISPR часто рассматривается как «серебряная пуля» в борьбе с вредителями. Несмотря на растущий интерес к разработке этой технологии для инвазивных млекопитающих, таких как мыши, крысы, кролики, дикие кошки и лисы, исследования до сих пор были сосредоточены только на мышах.

Ученые размышляли, могут ли технологии редактирования генома помочь искоренить крупных млекопитающих, и если да, то сколько времени это займет.

Чтобы ответить на эти вопросы, группа исследователей из Университета Аделаиды разработала математическую модель, способную имитировать влияние генных драйвов на популяции млекопитающих в ландшафтном масштабе. Их исследование, опубликованное в открытом доступе в журнале NeoBiota , является первым, в котором оценивается время, необходимое для уничтожения долгоживущих чужеродных млекопитающих.

Используя технологию CRISPR-Cas9, смоделированный генный драйв опирается на «молекулярные ножницы», вставленные в Y-хромосому, которые нацеливаются и разрезают Х-хромосому в нужное время во время мейоза, так что только сперматозоиды, несущие Y-хромосому, функциональны и могут успешно оплодотворить яйцеклетку. Таким образом, драйв, несущий самцов, должен производить только сыновей, которые также несут молекулярные ножницы на своей Y-хромосоме. Через несколько поколений самки станут появляться реже и будут производить меньше потомства; в результате численность инвазивных видов упадет.

Этот двигатель «X-шредера» был успешно разработан и продемонстрировал способность подавлять клеточные популяции переносчиков малярии комаров, но еще не был разработан у млекопитающих. Модель показывает, что привод X-шредера потенциально может обеспечить уничтожение мышей, крыс, кроликов, диких кошек и рыжих лисиц в ландшафтном масштабе, но вероятность успеха и время, необходимое для их уничтожения, сильно различаются.

Исследователи исследовали способность привода X-шредера уничтожить популяцию в 200 000 особей каждого вида. «Генные драйвы на основе CRISPR предлагают новые решения для контроля инвазивных чужеродных видов, которые в конечном итоге могут распространить усилия по искоренению на континентальные масштабы», — заключили они.

Метод может быть эффективен против мелких вредителей, таких как грызуны и кролики. Ожидаемое время до искоренения составляет 18 лет для мышей, 19 лет для крыс и 48 лет для кроликов, при этом 90% подавление популяции достигается примерно за половину этого времени.

Однако результаты показывают, что генные драйвы не являются универсальным решением: они могут быть не столь полезны для более крупных видов, таких как кошки и лисы.

«Вероятность искоренения диких кошек с генным драйвом идентична подбрасыванию монеты, 50/50; и при условии, что монета упадет на правильную сторону, потребуется около 140 лет, чтобы избавиться от них», — говорит доктор Айсегуль Биранд, участник исследовательской группы. «Вероятность искоренения выше для лисиц, но ожидание еще дольше».

Источник: https://neobiota.pensoft.net/article/82394/