Primii țânțari modificați genetic în aer liber din SUA și-au luat zborul

Primii țânțari modificați genetic cărora li se va permite să zboare liber în aer liber în Statele Unite au început să atingă vârsta de împerechere în Florida Keys.

Într-un test al țânțarilor masculi MG al companiei de biotehnologie Oxitec pentru controlul dăunătorilor, aceștia Aedes aegypti a început să crească din ouă minuscule așezate în cutii hexagonale de mărimea unui prăjitor de pâine pe proprietăți private suburbane la sfârșitul lunii aprilie. Pe 12 mai, monitoarele de experiment au confirmat că masculii s-au maturizat suficient pentru a începe să zboare singuri pentru a curta țânțarii americani de sex feminin.

Acest experiment pe termen scurt din Florida marchează primul test în aer liber din Statele Unite ale unei tulpini de țânțari MG masculi, ca strategie de combatere a dăunătorilor extrem de vizată. Această tulpină este concepută pentru a micșora populațiile locale de Ae. aegyptio specie de țânțar care răspândește dengue și Zika (SN: 29/07/16). Acest lucru s-ar putea întâmpla acum, când țânțarii MG au atins vârsta de împerechere, deoarece genetica lor îi face alegeri atât de groaznice ca tați.

Țânțarii care fluturează acum antene deosebit de masculine (extra pufoase) în Florida poartă suplimente genetice care blochează dezvoltarea femelelor. Nicio larvă femelă nu ar trebui să supraviețuiască până la vârsta adultă în sălbăticie, spune biologul molecular Nathan Rose, șeful afacerilor de reglementare al Oxitec. Jumătate dintre fiii bărbaților eliberați vor avea însă trăsătura de ucidere a fiicei tatălui. Fiii taților răi pot continua să păcălească o nouă generație de femele să ia decizii neînțelepte de împerechere și fiice condamnate (SN: 1/8/09).

Cu toate acestea, trăsătura nu este concepută pentru a rezista în țânțarii unei zone. Genetica urmează aceleași reguli vechi de moștenire naturală pe care le urmează țânțarii și oamenii: trăsăturile trec la unii descendenți și nu la alții. Doar jumătate din fiii unui tată rău vor purta trăsătura uciderii fiicei. Ceilalți vor genera familii normale de țânțari.

Versiunile imaginare ale controlului dăunătorilor de țânțari vii din Florida au fost atât glorificate, cât și sălbatice în întâlnirile pline de spirit ale comunității de ceva timp (SN: 22/08/2020). Dar acum este real. „Sunt sigur că puteți înțelege de ce suntem atât de încântați”, a declarat Andrea Leal, director executiv al Districtului de control al țânțarilor din Florida Keys, la începutul testului (virtual) pentru țânțari, pe 29 aprilie.

Dezbaterea asupra acestor transgenici Ae. aegypti țânțarii au durat atât de mult, încât Oxitec și-a îmbunătățit versiunea originală, mai plină, cu una care este în esență plug and play. Cea mai nouă tulpină, numită OX5034, nu mai are nevoie de o colonie de reproducție cu femelele sale (mușcătoare) și antibiotice la îndemâna zonei de eliberare pentru a produce masculi proaspeți.

În schimb, Oxitec poate livra ouă într-o fază de dezvoltare suspendată de la baza sa de acasă din Abingdon, Anglia, în orice locație din lume, high-tech sau nu, dorește să le implementeze. Brazilia a testat deja această tulpină OX5034 și a trecut prin procesul de reglementare pentru a permite Oxitec să o vândă acolo.

Țintele pentru aceste potențiale combateri a dăunătorilor vii vor fi de felul lor. Ei reprezintă doar aproximativ 4 la sută din populațiile combinate ale celor aproximativ 45 de specii de țânțari care se plâng în jurul Cheilor. Alte specii devin enervante, iar un invadator mai recent, Ae. albopictus, poate răspândi și dengue și Zika într-o oarecare măsură. Cu toate acestea, Leal dă vina pe aproape toată actuala boală umană răspândită de țânțari în Keys, inclusiv focarul de dengue de anul trecut, pe Ae. aegypti.

Este unul dintre primii trei țânțari din lume în ceea ce privește numărul de boli pe care le poate răspândi, spune Don Yee, un ecologist acvatic la Universitatea din Southern Mississippi din Hattiesburg, care studiază țânțarii (SN: 3/31/21). Laboratorul său a legat cel puțin trei duzini de agenți patogeni umani, inclusiv niște viruși și viermi Ae. aegypti. Deși majoritatea țânțarilor pândesc în aer liber în vegetație, acesta iubește omenirea. La tropice, „adulții se odihnesc literalmente pe pereți sau pe tavan”, spune el. „Ei stau în jurul băii.” Specia mușcă oamenii pentru mai mult de jumătate din mesele de sânge.

Într-o luptă de lungă durată cu această fiară, personalul din Florida, la sfârșitul lunii aprilie, a adăugat apă în cutiile cu ouă transportate și le-a pus la proprietăți private suburbane selectate din Vaca, Cudjoe și Ramrod Keys. Alte locuri, fără țânțari adăugați, vor fi urmărite ca controale. Toate locațiile au fost alese în parte pentru că femelele eclozate din America din aceeași specie erau deja acolo pentru a fi cortesite, spune Rose.

persoană care deține o cutie care conține ouă de țânțari modificate
Cutii hexagonale de dimensiunea unui prăjitor de pâine (una din imagine) care conțin ouă de animale modificate genetic Aedes aegypti au fost instalate pe o proprietate privată selectată din Keys la sfârșitul lunii aprilie. Acolo, masculii se dezvoltă normal – și apoi zboară pentru a se împerechea.Oxitec

De obicei, masculii nu ies din cutii într-un nor gri, ci ies sporadic, câțiva la un moment dat. Dacă totul merge bine în acest test preliminar, până la 12.000 de țânțari modificați genetic în total pe locurile de eliberare vor ieși în aer în fiecare săptămână timp de 12 săptămâni.

Gospodăriile învecinate vor găzdui capcane pentru țânțari pentru a monitoriza cât de departe de cutiile de pepinieră tind să zboare masculii Oxitec GM. Acestea sunt datele pe care Agenția pentru Protecția Mediului din SUA vrea să le vadă. Pe baza testelor la distanță în altă parte, 50 de metri ar putea fi mediana, estimează Rose.

Distanța contează, deoarece controlorii dăunătorilor doresc să țină țânțarii MG care zboară liber departe de sursele exterioare ale antibioticului tetraciclină. Aceasta este substanța pe care inginerii genetici o folosesc ca întrerupător pentru mecanismul de autodistrugere la larvele femele. Instalațiile de creștere furnizează antibioticul larvelor, oprind genetica letală și lăsând femelele să supraviețuiască într-un laborator pentru a depune ouă pentru următoarea generație.

Dacă masculii modificați genetic eliberați în Florida s-ar întâmpla să se înmulțească cu o femelă care depune ouă într-o băltoacă de apă împletită cu concentrația potrivită de tetraciclină, fiicele care au moștenit schimbarea ar putea supraviețui până la maturitate ca mușcători și crescători. Principalele surse posibile din Keys ar fi stațiile de epurare a apelor uzate, spune Rose. Designerii testelor spun că au selectat site-uri departe de ele.

După testele la distanță, lansările mai mari încă încep să se uite la cât de bine se descurcă bărbații și dacă numărul dăunătorilor se micșorează. Până la 20 de milioane de țânțari Oxitec în total ar putea fi eliberați în testele care se desfășoară până în toamnă.

În ciuda unor proteste de mare profil, a găsi oameni care să găzduiască cutiile nu a fost greu, spune Rose. „Am fost supraabonați.” La audierile publice, criticii proiectului îi depășesc de obicei pe fani. Cu toate acestea, există și sprijin. Într-un referendum neobligatoriu din 2016 privind folosirea țânțarilor MG, 31 din 33 de secții din județul Monroe, care cuprinde Keys, au votat da pentru lansarea testului. Douăzeci dintre aceste victorii au fost totuși competitive, neatingând 60 la sută.

Masculii care sunt eliberați se bazează pe o strategie de fii vii/fiice moarte. Aceasta este o schimbare față de tulpina anterioară de țânțari Oxitec. Acei masculi au sabotat toți descendenții, indiferent de sex. Schimbarea a venit în timpul reproiectării genetice care permite o strategie de transport de ouă. Fiii supraviețuitori, totuși, înseamnă că genele neproiectate din noua tulpină Oxitec se pot amesteca în populația din Florida mai mult decât în ​​versiunea originală.

Este „puțin probabil” că acele gene amestecate din test să întărească puterile țânțarilor din Florida de a răspândi boli, au scris cercetătorii de la EPA și de la Centers for Disease Control and Prevention din SUA într-un memorandum din 1 mai 2020. Mulți factori, în afară de genetica țânțarilor, afectează modul în care se răspândește o boală, au remarcat recenzenții. Oxitec va monitoriza amestecarea.

Ar putea exista cel puțin un avantaj în amestecare, spune Rose. Coloniile de laborator au o rezistență redusă la unele pesticide comune, cum ar fi permetrina, pe care țânțarii din Florida abia par să le observe.

Rezistența la pesticide din Keys este ceea ce determină o mare parte a interesului pentru tehnicile modificate genetic, spune chimistul Phil Goodman, care conduce consiliul comisarilor districtului local de control al țânțarilor. În timpul focarului de dengue din 2009 și 2010, primul din zeci de ani, districtul a descoperit că programul său de pulverizare a avut aproape zero efect asupra Ae. aegypti. Odată cu o regândire a substanțelor chimice ale programului, districtul de control poate elimina acum până la 50% dintre țânțarii acestei specii dintr-o zonă tratată. Nu este un control grozav, în cel mai bun caz. Apoi, când vremea rea ​​intervine zile la rând, țânțarii revin, spune Goodman.

țânțar Aedes aegypti
Speciile de țânțari invazive Aedes aegypti (ilustrat), care poate răspândi Zika, dengue și febră galbenă, este acum atacat în Florida Keys de către bărbați MG modificați genetic pentru a sabota populațiile de țânțari americani.Joao Paulo Burini/Moment/Getty Images Plus

De la acel focar din 2009-2010, prinderea dengue în Florida în loc de doar prin călătoriile în străinătate a devenit mai frecventă. În 2020, un an neobișnuit de rău pentru dengue, Florida a raportat 70 de cazuri capturate la nivel local, conform bilanţului provizoriu al CDC.

Pesticidele tradiționale se pot încurca cu creaturile în afară de țintele lor dăunători, iar unii critici ai țânțarilor OMG-uri se îngrijorează și de efectele ecologice neașteptate. Cu toate acestea, succesul țânțarilor Oxitec în combaterea dăunătorilor actuali nu ar trebui să provoace o lipsă dezastruoasă de hrană sau polenizare pentru nativi, spune Yee. Ae. aegypti a invadat America de Nord în ultimele patru secole, probabil un timp prea scurt pentru a deveni absolut necesar pentru vreun prădător sau plantă nativ nord-american.

Pentru mai multe detalii despre testele și datele preliminare, Districtul de control al țânțarilor a postat acum un roi de documente despre țânțarii MG. Rezumatul EPA al testelor Oxitec, de exemplu, nu raportează niciun efect observat pentru hrănirea larvelor de țânțar acvatic la languste.

Yee nu-și face prea multe griji în privința crustaceelor ​​sau a peștilor care mănâncă larvele. „Este oarecum analog cu a spune, ei bine, suntem îngrijorați de eliberarea bivolilor înapoi în preriile din Midwest, deoarece ar putea fi mâncați de lei”, spune el. Racii și peștii, notează el, nu locuiesc în mod natural în micile recipiente cu apă plată unde Ae. aegypti țânțarii se înmulțesc.

Totuși, apar noi opțiuni de luptă împotriva țânțarilor: tehnicile de radiație ar putea deveni suficient de precise pentru a steriliza masculii, dar să-i lase suficient de atractivi pentru a păcăli femelele în împerechere inutilă. Iar cercetătorii dezvoltă alte modalități genetice de a arma țânțarii împotriva propriei lor specii.

O tehnică care nu folosește vrăjitorie MG doar infectează țânțarii cu Wolbachia bacterii care fac improbabil ca mușcătura să răspândească dengue. Cele mai recente date din Mexic și Columbia sugerează că această infecție „ar putea fi eficientă în sudul SUA și în Caraibe”, spune biologul Scott O’Neil, cu sediul în Ho Chi Minh City, Vietnam, fondator al Programului Mondial pentru țânțari.

Nu are planuri să lucreze în Statele Unite, ci se concentrează în schimb pe locuri cu probleme mult mai grave dengue. Versiunea lui a Wolbachia strategia face doar mușcăturile mai puțin periculoase (SN: 29/06/12). Populația de țânțari nu se micșorează sau devine mai puțin însetată de sânge, așa că oricum această abordare ar putea să nu atragă floridenii.