استراتژی ژنتیکی نشان دهنده مقاومت حشره کش است


اخبار – آفت کش ها نقش اساسی در تلاش برای مقابله با تأثیرات جهانی مالاریا که توسط پشه ها و سایر بیماری ها منتشر می شود، ایفا می کنند که هر ساله باعث مرگ ۷۵۰۰۰۰ نفر می شود. این مواد شیمیایی مخصوص حشرات، که بیش از ۱۰۰ میلیون دلار هزینه برای توسعه و عرضه به بازار دارد، همچنین برای کنترل آسیب‌های ناشی از حشرات که امنیت غذایی را با چالش مواجه می‌کند، ضروری هستند.

اما در دهه های اخیر، بسیاری از حشرات از نظر ژنتیکی سازگار شده اند تا نسبت به اثربخشی حشره کش ها حساسیت کمتری داشته باشند. در آفریقا، جایی که شبکه‌های حشره‌کش طولانی‌مدت و سمپاشی در داخل خانه سلاح‌های اصلی در کنترل مالاریا هستند، بسیاری از گونه‌های پشه در سراسر این قاره مقاومت در برابر حشره‌کش‌ها ایجاد کرده‌اند که اثربخشی این مداخلات کلیدی را کاهش می‌دهد. انتظار می رود تغییرات آب و هوایی در مناطق خاصی این مشکلات را تشدید کند.

زیست شناسان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو اکنون روشی را توسعه داده اند که مقاومت حشره کش ها را با استفاده از فناوری CRISPR/Cas9 معکوس می کند. همانطور که در نشان داده شده است ارتباطات طبیعتدر این مطالعه، محققین Bhagashree Kaduskar و Raja Kushwa، پروفسور Ethan Beer از موسسه ژنتیک و جامعه تاتا (TIGS) و همکارانشان از یک ابزار ویرایش ژنی برای جایگزینی ژن مقاومت به حشره کش در مگس میوه با شکل طبیعی آلوده استفاده کردند. حشره کش، دستاوردی که می تواند به میزان قابل توجهی میزان آفت کش های مورد استفاده را کاهش دهد.

پیر، استاد زیست شناسی سلولی و رشد در گروه علوم زیستی دانشگاه می گوید: “این فناوری همچنین می تواند برای افزایش نسبت یک گونه ژنتیکی طبیعی در پشه ها استفاده شود و آنها را در برابر انتقال انگل ها یا انگل های مالاریا مقاوم کند.” کالیفرنیا، سن دیگو نویسنده مقاله.

محققان از یک نوع محرک ژنی اصلاح‌شده استفاده کردند، فناوری که از فناوری CRISPR/Cas9 برای برش ژنوم‌ها در مکان‌های هدف، برای پخش ژن‌های خاص بین جمعیت‌ها استفاده می‌کند. هنگامی که یکی از والدین عناصر ژنتیکی را به فرزندان خود منتقل می کند، پروتئین Cas9 کروموزوم را از والدین دیگر در جایگاه مربوطه برش می دهد و اطلاعات ژنتیکی به آن مکان رونویسی می شود تا همه فرزندان این صفت ژنتیکی را به ارث ببرند. درایو ژن جدید شامل افزونه‌ای است که قبلاً توسط Bier و همکارانش طراحی شده بود تا با بریدن یک نوع ژنتیکی ناخواسته (مثلاً مقاوم در برابر حشره‌کش) و جایگزین کردن آن با نوع ترجیحی، به ارث بردن گونه‌های ساده ژنتیکی (همچنین به عنوان آلل‌ها) تعصب داشته باشد. (به عنوان مثال حساس به حشره کش ها).

در مطالعه جدید، محققان از یک استراتژی “حرکت آللی” برای بازگرداندن حساسیت ژنتیکی به حشره کش ها استفاده کردند، مشابه حشرات در طبیعت قبل از اینکه مقاومت به دست آورند. آنها بر روی پروتئین حشره ای به نام کانال سدیم با ولتاژ (VGSC) تمرکز کردند که هدف دسته ای از حشره کش ها است. مقاومت در برابر این حشره کش ها که اغلب به آن مقاومت در برابر ناک داون می گویند یا “kdrاز جهش در vgsc ژنی که دیگر اجازه نمی دهد حشره کش به هدف پروتئین VGSC متصل شود. نویسندگان یک ماده مقاوم را جایگزین کردند انرژی جهش با همتای طبیعی خود در معرض آفت کش ها.

شروع از جمعیت ۸۳٪ انرژی آلل (مقاوم) و ۱۷٪ آلل نرمال (حساس به آفت کش)، سیستم محرک آللی این نسبت را در ۱۰ نسل به ۱۳٪ مقاوم و ۸۷٪ نوع وحشی تغییر داد. بیر همچنین خاطرنشان می‌کند که سازگاری‌هایی که باعث مقاومت در برابر حشره‌کش‌ها می‌شوند، هزینه‌های تکاملی دارند و آن حشرات را به معنای داروینی کمتر مطلوب می‌کنند. بنابراین، جفت کردن محرک ژن با مزیت انتخابی مناسب ترین نوع ژنتیکی نوع وحشی منجر به یک سیستم بسیار کارآمد و مشارکتی می شود.

سیستم های آلل محور مشابهی را می توان در سایر حشرات از جمله پشه ها ایجاد کرد. اثبات اصل روش جدیدی را به مجموعه ابزارهای کنترل آفات و ناقل اضافه می کند که می تواند همراه با سایر استراتژی ها برای بهبود اقدامات مبتنی بر حشره کش یا کاهش انگل برای کاهش شیوع مالاریا مورد استفاده قرار گیرد.

پیر گفت: “از طریق این استراتژی های جایگزینی آللی، باید بتوان به همان میزان کنترل آفات با استفاده بسیار کمتر از حشره کش ها دست یافت.” همچنین باید امکان طراحی نسخه‌های خود حذف شونده درایوهای آللی که به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده‌اند که فقط به طور موقت در یک جمعیت عمل کنند تا فرکانس نسبی آلل مورد نظر را افزایش داده و سپس ناپدید شوند، طراحی کرد. فراوانی یک صفت ترجیحی که به طور طبیعی با نقطه پایانی اتفاق می‌افتد.

کریگ مونتل (دانشگاه کالیفرنیا سانتا باربارا)، یکی از نویسندگان این مطالعه، پیشنهاد کرد که “یک امکان هیجان انگیز استفاده از درایوهای آللی برای ارائه نسخه های جدید VGSCs است که نسبت به VGSC های نوع وحشی به آفت کش ها حساس تر هستند.” این امر می‌تواند اجازه دهد تا سطوح پایین‌تری از آفت‌کش‌ها به محیط زیست برای کنترل آفات و ناقلان بیماری وارد شود.»

نویسندگان مطالعه عبارتند از: Bhagyashree Kaduskar (UC San Diego and Tata Institute for Genetics and Society)، Raja Babu Singh Kushwah (UC San Diego and Tata Institute for Genetics and Society)، Ankush Auradkar (UC San Diego)، Annabel Guichard (UC San مؤسسه دیگو). ژنتیک و جامعه دیگو و تاتا)، منگلین لی (UC سانتا باربارا)، جرد بنت (UC Berkeley)، آلیسون هنریک فریرا جولیو، جان مارشال (UC Berkeley)، کریگ مونتل (UC Santa Barbara) و Ethan Bier (UC سانتا باربارا) UCSD) دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، موسسه ژنتیک و جامعه تاتا).

بودجه این تحقیق از طریق هدیه ای از طرف تاتا تراست در هند به TIGS-UC San Diego، مؤسسه ملی بهداشت (R01GM117321)، جایزه محقق ممتاز از گروه مرزی پل جی آلن، مؤسسه ملی ناشنوایی و سایر اختلالات ارتباطی ارائه شد. (R01-DC007864) و موسسه ملی آلرژی و بیماری های عفونی (AI165575).

منافع رقابتی توجه: بیر در دو شرکتی که او موسس آن مشترک است سهام دارد: Synbal Inc. و Agragene، Inc. ، که ممکن است از نتایج جستجو سود ببرند. او همچنین عضو هیئت مدیره Synbal و هیئت مشاوره علمی هر دو شرکت است.



رژیم آنلاین دکتر روشن ضمیر https://rdiet.ir/ رژیم کتوژنیک دکتر روشن ضمیر