Een insect (of ander dier) met een ‘neutraliseringsgen’ D krijgt nakomelingen (blauw). Met Cas9 wordt corresponderend gen (allel) weggeknipt (2de plaatje) en vervangen door D-gen (3de plaatje) of die vervanging mislukt (4de plaatje; R= weerstand) en einde oefening (afb: Bull JJ, Malik HS (PLOS 2017))

Gendruk (Amerikaans: gene drive) is geen wondermiddel om, bijvoorbeeld, schadelijke insecten te neutraliseren. Bij gendruk is het de bedoeling dat een bepaald ‘neutraliserinsgen’ zich razendsnel in een populatie verspreidt, maar onderzoekers van de Cornell-universiteit vonden bij experimenten met fruitvliegjes dat een klein deel tot een vrij groot deel van de proefpopulaties niet werden getroffen door het ingebrachte ‘neutraliseringsgen’. “Bij zulke hoeveelheden werkt gendruk niet”, zegt onderzoeker Philipp Messer. “Er zal meer onderzoek gedaan moeten worden om gendruk effectief te maken.”

Gendruk is een manier om het erfgoed van een genetisch gemanipuleerd dier (vaak gaat het om insecten) relatief snel in een populatie te verspreiden. Dat toegevoegde, wat ik noem, ‘neutraliseringsgen’ moet ervoor zorgen dat die populatie geen schade meer kan veroorzaken, bijvoorbeeld, door de insecten onvruchtbaar te maken. Het wordt gezien als een listige manier om ziektes te voorkomen die via insecten worden overgebracht, vaak muggen, zoals de knokkelkoorts of het zika-virus.
De truc bleek bij een vrij groot aantal fruitvliegjes net echt te werken. Een vrij groot deel van de vliegjespopulatie bleek geen schadelijke gevolgen te hebben ondervonden van de gendruk en dus bleek dat instrument niet het wondermiddel waar onderzoekers hun hoop op hadden gesteld: bij 4 tot maar liefst 56% bleek gendruk onwerkzaam.
De gendruktechniek kent een aantal benaderingswijzen. Zo kun je belangrijke genen weghalen in een exemplaar dat dat manco vervolgens aan zijn/haar nakomelingen door moet geven. Je kunt ook genen toevoegen die voorkomen dat insecten kunnen ‘vervellen’ zodat ze nooit volwassen worden enz.

Paren

Het idee is dat de geïntroduceerde genetische verandering zich snel (insecten leven niet lang) door een populatie verspreidt. Zo kan een geïntroduceerd gen na bevruchting het overeenkomende gen van de partner laten wegknippen en vervangen door zichzelf (deze techniek werkt combinatie met de genschaar CRISPR/Cas9). De nakomelingen hebben dan, zo lijkt, zowel van vader als moeder dat ‘neutraliseringsgen’ gekregen. Dat gebeurt weer bij hun nakomelingen, enzovoort.

Bij fruitvliegjes bleek dat scenario soms niet op te gaan. Het neutraliseringsgen werd niet gedupliceerd en de gendruk werkt dan niet. Dat betekent dat dan niet alle nakomelingen onvruchtbaar worden of niet meer kunnen vervellen of wat dan ook het oogmerk van de gendruk was en daarmee is de opzet mislukt.

Het schijnt dat de uitkomsten voor sommige onderzoekers geen nieuws zijn. “We kennen dat probleem en dit onderzoek vertelt niet wat we daar aan kunnen doen”, zegt geneticus Ethan Bier van de universiteit van Californië in San Diego. Met zijn collega Valentino Grantz was hij de eerste die in 2015 gendruk toepaste bij fruitvliegjes. Hij richt zich vooral op de bestrijding van malaria via gendruk.
Messer c.s. zouden de eersten zijn die voorspellingen bevestigden over de weerstand tegen gendruk. Het idee dat insecten weerstand bieden aan gendruk geeft sommigen het idee dat dat een veilige methode is. Dat wil Bier bestrijden. “Zelfs als het niet alle insecten treft, dan kan die gendruk zich toch verspreiden over de hele wereld.” Dat zou de boel aanzienlijk kunnen verpesten. Dit soort proeven zou nauwkeurig in de gaten gehouden moeten worden, vindt Bier. Hoe je die insecten in het veld dan onschadelijk moet maken is mij dan een raadsel (maar ik ben onnozel op vele terreinen).
Overigens schijnt er een recent onderzoek van Messer c.s te zijn. waarbij ze diverse methoden hebben uitgeprobeerd om die weerstand bij de insecten te breken. Zou zou het gebruik van diverse gids-RNA’s (de stukjes RNA die de Cas9-schaar naar de juiste locatie op DNA moeten leiden) of die schaar alleen in het genoom van mannetjes toe te passen de slagingskans kunnen vergroten, zo vonden de onderzoekers. Voorlopig kunnen de hoge verwachtingen de koelkast in.

Bron: Science News