Las tecnologías basadas en CRISPR ofrecen un enorme potencial para beneficiar la salud y la seguridad humanas, desde la erradicación de enfermedades hasta el suministro de alimentos enriquecidos. Como ejemplo, los impulsores genéticos basados en CRISPR, que están diseñados para difundir rasgos específicos a través de poblaciones específicas, se están desarrollando para detenerla transmisión de enfermedades devastadoras como la malaria y el dengue.
Pero muchos científicos y especialistas en ética han expresado su preocupación por la propagación descontrolada de los impulsores genéticos. Una vez desplegados en la naturaleza, ¿cómo pueden los científicos evitar que los impulsores genéticos se propaguen incontrolablemente a través de poblaciones como un incendio forestal?
Ahora, los científicos de la Universidad de California en San Diego y sus colegas han desarrollado un impulso genético con una barrera genética incorporada que está diseñado para mantener el impulso bajo control. Dirigidos por el laboratorio del genetista molecular Omar Akbari, los investigadores diseñaron moscas sintéticasespecies que, al ser liberadas en cantidades suficientes, actúan como impulsores genéticos que pueden diseminarse localmente y revertirse si se desea.
Los científicos describen su desarrollo de ESPECIES barreras postcigóticas sintéticas que explotan las incompatibilidades basadas en CRISPR para especies de ingeniería como una innovación de prueba de concepto que podría ser transferible a otras especies, como insectos vectores de enfermedades.en cultivos alimentarios valiosos es otro ejemplo de una posible aplicación de ESPECIE.
"Los impulsores genéticos pueden extenderse potencialmente más allá de los límites previstos y ser difíciles de controlar. SPECIES ofrece una forma de controlar las poblaciones de una manera muy segura y reversible", dijo Akbari, profesor asociado de la División de Ciencias Biológicas de UC San Diego y autor principal deel artículo, que se publica en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
La idea detrás de la creación de ESPECIES refleja la formación de nuevas especies en la naturaleza. A medida que los miembros de una sola especie se separan con el tiempo, debido, por ejemplo, a una nueva formación de tierra, separación de terremotos u otro evento geológico, un nuevoLas especies eventualmente pueden evolucionar a partir de la desconexión física. Si la nueva especie finalmente regresa para aparearse con la especie original, podrían producir una descendencia inviable debido a los cambios biológicos que siguen a la separación a través de un fenómeno natural conocido como aislamiento reproductivo.
Trabajando con la especie de mosca Drosophila melanogaster, investigadores de UC San Diego y sus colegas en el Instituto de Tecnología de California, UC Berkeley y el Instituto de Genómica Innovadora utilizaron tecnologías de edición genética CRISPR para desarrollar moscas que codifican sistemas de ESPECIES que son reproductivamente incompatibles con versiones silvestresde D. melanogaster.
"Aunque la especiación ocurre constantemente en la naturaleza, crear una nueva especie artificial es en realidad un desafío de bioingeniería bastante grande", dijo Anna Buchman, autora principal del artículo. "La belleza del enfoque de ESPECIES es que simplifica el proceso,dándonos un conjunto definido de herramientas que necesitamos en cualquier organismo para lograr elegantemente la especiación ".
Conceptualmente, cuando las ESPECIES se despliegan en la naturaleza en un número suficiente, pueden atravesar una población de manera controlable y reemplazar a todas sus contrapartes silvestres a medida que se propagan. Usando la malaria como ejemplo, los mosquitos de las ESPECIES podrían desarrollarse con un elemento genético que haceincapaces de transmitir la malaria.
"Puede propagar una ESPECIE antipalúdica en una población objetivo de una manera confinada y controlable", dijo Akbari. "Dado que las ESPECIES son incompatibles con los mosquitos de tipo salvaje, sus poblaciones se pueden controlar y revertir limitando su población umbral por debajo de50 por ciento. Esto le da la capacidad de limitar y revertir su propagación si lo desea ".
A medida que la barrera de ESPECIES completa su función de reemplazar temporalmente las poblaciones de tipo silvestre, su número puede reducirse con la reintroducción de poblaciones de tipo silvestre.
"Esto esencialmente nos permite aprovechar todo el poder de los impulsores genéticos, como la eliminación de enfermedades o la protección de cultivos, sin el alto riesgo de propagación incontrolable", dijo Akbari.
Los coautores del artículo incluyen a Anna Buchman, Isaiah Shriner ex estudiante de pregrado de UC San Diego, Ting Yang, Junru Liu actual estudiante de doctorado en Ciencias Biológicas, Igor Antoshechkin, John Marshall, Michael Perry y Omar Akbari.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Mario Aguilera. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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