Иногда борьба с вредителями выходит из-под контроля. В 1995 году Австралия проводила на острове исследования смертельного для кроликов калицивируса. Каким-то образом вирус вырвался из-под контроля и распространился по всей стране.
Новая Зеландия, в которой тоже остро ощущается проблема кроликов-вредителей, решила не ввозить кальцивирус. Однако в 1997 году группа фермеров самовольно, контрабандой, вывезла болезнь на территорию страны, где та распространяется до сих пор.
Сейчас Новая Зеландия рассматривает ведущие к вымиранию генные драйвы как средство в борьбе с вредителями вроде поссумов, крыс и горностаев. По сути, эти генные драйвы станут генными паразитами, способными распространиться по популяции и полностью уничтожить ее.
Однако ведущие исследователи генных драйвов призывают к осторожности, ведь история может повториться. Они опубликовали статью в PLOS Biology, где убеждают, что ни одно государство не должно использовать генные драйвы в борьбе с вредителями до тех пор, пока не будет полностью уверено, что драйвы не способны вырваться за пределы страны.
Охраняемые виды
Поссумы, например, охраняемый в Австралии вид. Если убивающий их генный драйв умышленно или случайно проникнет в страну, это станет катастрофой. Во избежание защитникам природы стоит разрабатывать только «умные» генные драйвы, которые не распространятся на другие страны.
В природе генные драйвы существуют почти столько же, сколько живые организмы. В норме у любого участка ДНК шансы на то, чтобы передаться от родителя потомку, 2 к 1. Но генные драйвы хитрят. Они копируют себя из одной хромосомы и вставляют в соответствующую хромосому напротив. Таким образом признак наследует все потомство - теоретически, генные драйвы способны распространяться с одной особи на всю популяцию.
В 2014 году команда Кевина Эзвельта (Kevin Esvelt), сейчас сотрудника МТИ, описала создание искусственных генных драйвов с помощью технологии CRISPR. По словам исследователей, такие драйвы смогут преодолевать устойчивость к пестицидам и гербицидам у насекомых и сорняков, контролировать численность вредоносных видов и предотвращать распространение заболеваний.
Несколько основанных на CRISPR генных драйвов уже создано. Генетики Имперского колледжа Лондона заканчивают работу над лабораторными тестированиями генного драйва для борьбы с малярией. Другие команды проводят исследования генных драйвов, которые бы делали все потомство мышей самцами. Эти наработки используют в борьбе вредоносными видами - крысами, например.
Ложные надежды
Эзвельт считает ошибочным говорить только о технических возможностях, игнорируя общественные и дипломатические преграды. «Ложные надежды на то, что генные драйвы – путь к гуманному контролю над вредоносными организмами, ослепили многих защитников окружающей среды, которым отчаянно нужна надежда», – говорит исследователь. Сейчас он считает, что использование генных драйвов без встроенных предохранителей возможно только после международного соглашения.
Крайняя осторожность понадобится уже на стадии тестирования. Некоторые исследования показали, что организмы могут быстро развивать сопротивление к генным драйвам: предположительно, пока это сопротивление не преодолеют, драйвы не распространятся в природе слишком далеко, однако это допущение может быть ошибочным.
В недавнем моделирующем эксперименте команда Эзвельта показала: даже с сопротивлением основанные на CRISPR генные драйвы распространяются с огромной скоростью. «Эволюция сопротивления мешает генным драйвам поразить каждую особь в популяции, – говорит ученый, – но они все равно распространяются очень широко».
Команда Эзвельта утверждает: «Генные приводы могут распространиться по всему миру, если на свободу проникнет всего несколько модифицированных особей, поэтому – несмотря на рекомендации в недавнем рапорте Национальной академии наук США – исследования должны проводиться только там, где не проживают виды, над которыми проводят эксперименты».
Но есть потенциальное решение. В прошлом году команда Эзвельта описала дизайн самоуничтожающегося генного драйва, рассчитанного на несколько поколений. Такой драйв можно тестировать, не боясь неконтролируемого распространения.
Другой возможный подход – работа с вариантами генов, характерными только для популяций из конкретных регионов.
«До тех пор, пока нет полной уверенности в безопасности, правозащитникам нельзя торопиться с генными драйвами, – говорит Эзвельт. – У генных драйвов огромный потенциал для борьбы с болезнями и вредителями. Если чья-либо поспешность приведет к несчастному случаю, их «отложат на полку» и это станет настоящей трагедий».