Muggen zijn doelwitten van de gendruktechniek (afb: Sebastian Mikolajczak)
Gendruk is een manier om via de verspreiding van aangepast genetisch materiaal onder ziekteoverbrengers die ziektes te bestrijden. Dat betekent, bijvoorbeeld, dat je malariamuggen genetisch zo veranderd dat ze geen nageslacht kunnen krijgen en ook hun nageslacht niet. Dat lijkt een mooie manier om je van de last van die ziektes te ontdoen, maar brengt ook gevaren met zich mee. Wat als dat genetische materiaal elders bij organismen terechtkomt waarvoor ze niet bedoeld zijn (bijvoorbeeld)? Nu schijnt er een manier gevonden te zijn om dat gevaar het hoofd te bieden. Dat heeft iets van de pil die bedoeld is om de bijwerkingen van een andere pil te neutraliseren…
Onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Californië in San Diego (UCSD) rond Omar Akbari bouwden (dus) een gendruksysteem met een ingebouwde genetische ‘begrenzer’. Dat gebruikten ze bij fruitvliegjes. Die ‘begrenzer’ kan in werking worden gesteld als dat nodig is. Ze noemden hun vinding SPECIES (zoals vaak een wat ‘krampachtig’ letterwoord waarin CRISPR voorkomt) en lieten zien dat die ook bij andere organismen te gebruiken zou zijn.
Akbari: “Gendruk kan buiten zijn grenzen treden, moeilijk in de hand te houden zijn. SPECIES (‘soorten’; as) is een mogelijkheid om populaties (insecten, bijvoorbeeld; as) via gendruk veilig en omkeerbaar in te zetten.” Het idee achter SPECIES is geïnspireerd op de vorming van nieuwe soorten in de natuur. Als een populatie door de een of andere oorzaak gescheiden wordt, dan zouden zich twee nieuwe soorten kunnen ontwikkelen. Als die elkaar later weer zouden ontmoeten, dan zouden ze geen vruchtbaar nageslacht meer produceren vanwege de genetische verschillen.
Zoals gezegd probeerden de onderzoekers hun ideeën uit bij de fruitvlieg (Drosophila melanogaster, een populair onderzoeksvliegje). “Hoewel soortvorming in de natuur voortdurend plaatsvindt, is het nogal lastig een nieuwe soort in het lab te creëren”, zegt medeonderzoekster en hoofdauteur Anna Buchman. “Het mooie van SPECIES is dat dat het proces vereenvoudigt. Dat systeem geeft ons middelen die we nodig hebben om een nieuw ‘soort’ van elk organisme te creëren.”
Wild
Als SPECIES in het wild toegepast wordt en heeft gezorgd voor voldoende nageslacht, dan zou de wilde variant moeten worden vervangen door de SPECIES-variant. Zo zouden SPECIES-varianten van de malariamug, bijvoorbeeld, de malariaparasiet niet meer kunnen overbrengen bij het steken van ‘bloeddonoren’.
Volgens Akbari kun je zo SPECIES-varianten op een beheersbare manier verspreiden. “Aangezien SPECIES-varianten niet verenigbaar (???;as) zijn met natuurlijke muggen kan hun aantal (van de wilde muggen; as) onder een drempel van 50% worden gehouden. Dat geeft ons de mogelijkheid om te beperken of de zaak om te keren.” Je zou het kunnen zien als tijdelijke onderdrukking van een bedreiging. “Dat biedt de kans alle mogelijkheden van gendruk te benutten, zonder dat die uit de hand loopt.” Deze methode wordt gesplitste gendruk genoemd (sGD).
Gesplitste gendruk
Ik heb altijd begrepen dat gendruk het systeem was waarbij genetisch veranderde exemplaren de bestaande populatie vervingen doordat hun nakomelingen, bijvoorbeeld, onvruchtbaar waren. Kennelijk wordt de term nu anders gebruikt of heeft een uitbreiding van de mogelijkheden plaatsgevonden, zo lees ik in een persbericht verspreid door Science Daily. Daar staat dat een gendruk gebruik maakt van twee componenten: een genschaar (Cas9) en een gids-RNA dat de schaar naar de juiste plek op het DNA moeten leiden. Op die plaats wordt dan een nieuw gen ingebouwd via DNA-reparatie. Bij de gewone gendruk, zo gaat dit verhaal verder, verspreiden die ‘gereedschappen’ zich autonoom.
Gesplitste gendruk is dus ontworpen om dat proces in de hand te houden. Dat systeem bestaat uit Cas9 dat zich niet verder verspreid en een tweede genetische component die zichzelf kopieert op een andere plek (een soort springend gen, zou je denken). Als beide genen in het DNA van een exemplaar aanwezig zijn dan heb je een ‘actieve gendruk’ die dat exemplaar doorgeeft aan zijn nageslacht. Als die twee ontkoppeld worden (hoe?) dan worden die genen gewoon op de Mendelwijze doorgegeven aan het nageslacht in plaats van absoluut. Daar zit hem kennelijk de crux. Uit dit persbericht blijkt overigens dat meer groepen met dit thema aan de slag zijn gegaan.
Bron: EurekAlert