Дата публикации 22.07.2020
Генетики Политехнического университета Вирджинии и Техасского университета A&M превратили самок желтолихорадочных комаров Aedes aegypti в самцов, а также выяснили, какой ген отвечает за их способность летать.
Самцы комаров не кусаются и не передают патогенные микроорганизмы людям, а вот самки успешно справляются с обеими задачами. Они нуждаются в крови, чтобы производить и откладывать яйца, и заодно переносят опасные заболевания (например, вирус Зика и лихорадку денге).
Генетики выяснили, что за половую принадлежность комариного рода отвечает M-локус, аналог человеческой Y-хромосомы, который наследуют только самцы. Внедрив недавно открытый ген M-локуса (Nix) в хромосомную область, наследуемую самками, ученые вырастили из них самцов.
Правда, в ходе исследования комары разучились летать: «Мы также обнаружили, что ген, названный myo-sex, был необходим самцам для полета. Эта работа проливает свет на молекулярную базу функций M-локуса, которая содержит, по крайней мере, 30 генов», — объяснили авторы исследования.
Как комарам сменили пол
Ученые воссоздали и охарактеризовали трансгенные линии для комаров, где выделили дополнительную копию гена Nix.
Когда ученые выключали ген Nix в мужских эмбрионах, у взрослых особей развивались яичники. Когда ген внедряли в женские эмбрионы, вырастали комары с мужскими половыми органами. Но результаты были не идеальными, поскольку ни разу не удалось изменить сразу все фенотипические проявления пола.
Тем не менее на ранних этапах исследования манипуляции с генами M-локуса дали генетикам надежду на прогресс. «Nix-опосредованная половая трансформация была признана крайне пенетрантной и стабильной в лабораторных исследованиях. Это означает, что внесенные изменения будут унаследованы будущими поколениями комаров».
© Miguel Bandala / EyeEm / Getty
Почему комары перестали летать
Новообразованные самцы получились крупнее обычных, но не смогли взлететь, потому что в ходе трансформации недополучили ген myo-sex.
В Политехническом университете Вирджинии и Техасском университете A&M это доказали экспериментально, с помощью технологии CRISPR/Cas9 удалив ген у диких комаров: они тоже потеряли способность летать. Недостаток, однако, не помешал искусственно выведенным самцам успешно оплодотворить самок и получить жизнеспособное потомство, часть которого, с мутациями в myo-sex, все-таки не взлетела.
Авторы сделали вывод, что этот ген необходим самцам для полетов.
Что делать с трансгенными комарами
Ученые возлагают большие надежды на генетические исследования, направленные на развитие стратегии борьбы с комарами, которые переносят опасные заболевания. В будущем трансгенных самцов можно подключить к снижению количества самок в популяции. Но сначала нужно исправить недостаток в виде потери летательных способностей, для чего в генотип комаров придется внедрить и Nix, и myo-sex.
Пока этого не произойдет, снижать популяцию ученые будут традиционным способом: в дикую природу продолжат выпускать стерильных самцов, которые бы конкурировали за самок с фертильными.
#пронауку: японские ученые выяснили, как скорректировать пол будущего ребенка.