Впровадження одного гена перетворило самиць комарів на самців

Вчені впровадили в геном комарів один чоловічий ген, і генетичні самки виросли самцями за всіма фенотипічними ознаками. Однак комарі, які змінили стать, не змогли літати і спарюватися, оскільки в них був відсутній інший чоловічий ген. Зате генетичні самці з додатковим чоловічим геном в аутосомі успішно розмножувалися, а в їхньому потомстві більшість самиць ставали самцями. Автори статті, опублікованої в журналі, вважають, що за допомогою трансгенних самців можна знизити частку кусаючих самок в популяції і уповільнити поширення хвороб, що переносяться комарами.


Комарі набувають чоловічої стать, якщо в ході їх розвитку включається чоловічий фактор у спеціальному локусі. У ряду видів такі фактори знайшли (наприклад, у переносників тропічної лихоманки це фактор) - ці первинні сигнали через каскад подій запускають експресію консервативних транскрипційних факторів, які і регулюють статеву диференціацію.

Вчені з Політехнічного університету Віргінії пробували маніпулювати чоловічим фактором - вони вимикали ген у чоловічих ембріонах, і в результаті у дорослих особин почали розвиватися яєчники. Після зворотної процедури - внесення плазміди з в жіночі ембріони - з'являлися комарі з чоловічими статевими органами. Однак в обох випадках змінити вдалося не всі фенотипічні прояви статі. Це може пояснюватися соматичним мозаїцизмом (різними генотипами статевих і соматичних клітин), використанням неправильного "промотору або участю у визначенні статі інших генів того ж локусу.

Та ж група вчених на чолі з Чжіцзянь Ту (Zhijian Tu), що змінювала стать комарів минулого разу, взялася за це завдання знову. Біологи створили дві трансгенні лінії жовтохородочних комарів (), в яких експресія підпорядковувалася такому ж промотору, як і в комах дикого типу.

вбудувався в хромосоми комарів, експресувався в них так само, як і ендогенний фактор, і повністю змінив фенотип генетичних самиць на чоловічій. Комахи, яким змінили стать, були більшими за генетичних самців, але не могли літати. Оскільки спарюються комарі в польоті, трансгенні самці не могли запліднити активних самок. Тоді вчені помістили до комах анестезованих самок, вони змогли спаритися і в результаті вийшло життєздатне потомство: половина - самки дикого типу, половина - трансгенні самці. Отже, дослідникам дійсно вдалося змінити стать комарів і виростити фертильних самців.

Вчені припустили, що нездатність трансгенних комарів до польоту пов'язана з геном, який розташований в тому ж «чоловічому» локусі, що й. У комарів дикого типу за допомогою CRISPR/Cas9 видалили - дійсно, частина таких комах не змогла літати. Літаючі комарі спарилися, і в їх потомстві теж виявили нелітаючих комах - у всіх них були мутації в. Автори роботи зробили висновок, що цей ген необхідний для польоту самців.

Нарешті, вчені перевірили, наскільки літаючі трансгенні самці (несуть ендогенний чоловічий локус, а також вставлений штучно) успішно спарюються з самками. Для цього в клітини поміщали по 20 трансгенних самців і самців дикого типу, а також десять самок. У результаті в потомстві половини самок з'явилися трансгенні особини, а значить комахи можуть ефективно поширювати ген «зміни статі», принаймні, в лабораторних умовах.

У майбутньому трансгенних самців можна буде використовувати для зниження кількості самок у популяції - адже саме вони п'ють кров і передають різні захворювання. Однак для початку необхідно провести додаткові дослідження і створити повноцінних (тобто літаючих) трансгендерних комарів - для цього потрібно впровадити в їх генотип одночасно і.

А поки вчені користуються більш примітивними інструментами зниження чисельності комарів - випускають в природу стерильних самців, які конкурують з фертильними за самок. Нещодавно навіть випробували дрон, який розкидає стерильних комарів і рівномірно розподіляє їх по великій території.