Onderzoekers hebben met succes een gene drive gebouwd om de vrouwelijke vruchtbaarheid te verminderen bij de mug die malaria verspreidt, maar geleidelijk ontstonden er mutaties die de verspreiding van de nieuwe genen blokkeerden. Tony Nolan van Imperial College London, VK, en collega's rapporteren deze bevindingen in een nieuw artikel in PLOS Genetica .

Gene drives hebben een ongelooflijk potentieel voor het bestrijden van insecten die ziekten overbrengen of gewassen vernietigen, door genen te veranderen op manieren die de populatiegrootte verkleinen of voorkomen dat het insect een parasiet verspreidt, virus of bacterie. Bij synthetische gene drives, wetenschappers ontwikkelen genen die zich snel door een populatie verspreiden omdat ze bij voorkeur worden geërfd door het nageslacht, zelfs als ze een negatief effect hebben op het insect. Nolan en collega's genereerden eerder een synthetische gene drive in gevangenschap Anopheles gambiae muggen, gericht op genen die betrokken zijn bij de eiproductie om het aantal nakomelingen te verminderen.

Ze gebruikten de genbewerkingstechnologie CRISPR/Cas9 om de gene drive op beide chromosomen te kopiëren tijdens de vorming van sperma en eicellen, zodat de meerderheid van de nakomelingen de gemanipuleerde genetische eigenschap zou erven. In slechts vier generaties, de nieuwe genen hadden zich via de muggenpopulatie verspreid. Terwijl de gene drive voortduurde, echter, geleidelijk ontstonden mutaties die ervoor zorgden dat de gemanipuleerde genen niet konden worden gekopieerd, die de vruchtbaarheid van de vrouwtjes herstelde.

De studie is de eerste die de opkomst documenteert van mutaties die muggen resistent maken tegen een gene drive, door natuurlijke selectie. Met deze bevindingen kunnen onderzoekers betere voorspellingen doen over het verloop van een gene drive en het ontwerp van toekomstige gene drives verbeteren om de kans op resistentie te verkleinen.

Tony Nolan voegt toe:"Het verminderen van het aantal muggenvectoren is tot nu toe het meest effectieve middel geweest voor de bestrijding van malaria. dus zelfvoorzienende gene drives die met dit doel zijn ontworpen, hebben een groot potentieel. Gene drives zijn echter geen wondermiddel en net zoals antibiotica kunnen selecteren op resistentie bij bacteriën, gene drives kunnen gevoelig zijn voor resistentie op hun doellocatie. Het nieuwe van deze studie is niet dat er weerstand ontstaat - we hebben vanaf het begin strategieën bedacht om hiermee om te gaan - maar dat het documenteert hoe het ontstaat en hoe het over generaties wordt geselecteerd. Dit werk zal veel helpen bij het plannen en beheersen van het ontstaan ​​van resistentie."