Edição do genoma do cRISPR: doença de combate
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A edição de genes pode ser a resposta para a propagação de doenças transmitidas por mosquitos, como o vírus Zika e a dengue?
Um gene de mestre-interruptor recém-descoberto pode dar aos humanos a vantagem nas guerras seculares de insetos - e a capacidade de lutar contra os erros de uma forma menos onerosa e eficaz.
Advertisement PublicidadeEssa é a boa noticia de um entomologista e um bioquímico da Virginia Tech, cujo avanço de edição de genes está esboçado em uma revisão, publicada hoje na revista Tendências em Parasitologia.
Os co-autores Zach N. Adelman, PhD, professor associado de entomologia, e Zhijian Tu, PhD, professor de bioquímica, acreditam na descoberta de um fator determinante masculino em mosquitos, combinado com o gene O sistema CRISPR-Cas9, poderia forçar as populações de mosquitos a produzir menos fêmeas e mais homens.
Os mosquitos fêmeas são os transmissores de Zika, febre amarela, malária, Chikungunya e dengue.
AnúncioO vírus Zika e outras doenças perigosas são espalhados por uma das 3, 500 espécies de mosquitos do mundo, Aedes aegypti ou mosquito tigre asiático, comum nos Estados Unidos.
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Como "Nix" Mosquitos femininos
A descoberta de Adelman e Tu do primeiro fator determinante do sexo masculino, também conhecido como fator M, nos mosquitos, é chamado Nix. Foi relatado em maio de 2015 em um estudo de alto perfil na revista Science.
Os pesquisadores descobriram que quando Nix foi expresso em embriões femininos, gerou o desenvolvimento de genitais masculinos internos e externos.
Os cientistas tiveram sucesso com recentes tentativas de controlar a febre de dengue geneticamente, liberando mosquitos transgênicos estéreis, segundo o relatório dos pesquisadores.
Mas os métodos utilizados são caros e impraticáveis porque requerem liberação de insetos a longo prazo e são difíceis de realizar em grande escala.
Isto mostrou-se promissor como uma abordagem fácil, eficiente e precisa para introduzir mutações em praticamente qualquer site genômico de interesse em uma ampla gama de organismos, incluindo mosquitos. Zhijian Tu, Virginia TechOs cientistas da Virginia Tech descobriram uma maneira melhor de lutar contra os insetos mortais.
Publicidade Publicidade"Uma abordagem mais eficaz e menos dispendiosa poderia ser gerar genes de maleabilidade com o sistema CRISPR-Cas9", disse Tu à Healthline. "Isso mostrou uma promessa como uma abordagem fácil, eficiente e precisa para introduzir mutações em praticamente qualquer site genômico de interesse em uma ampla gama de organismos, incluindo mosquitos. "
'Mosquitos são como nós.Eles têm duas cópias de cada um dos seus cromossomos ", acrescentou Adelman em uma entrevista da Healthline. "Adicionar no gene Nix deve forçar todos os mosquitos a se desenvolverem como machos. "
Usando os métodos atuais, cada geração de mosquitos estéreis deve ser criada em uma fábrica e liberada. Os machos estão fisicamente separados das fêmeas na fábrica.
Publicidade"Com o método" conduzir os genes da masculinidade ", as fêmeas não precisam ser classificadas na fábrica, porque você tem todos os machos", disse Adelman. "Quando você usa uma abordagem em que os machos Nix também são férteis, para cada geração você reune na fábrica, você pode obter muitas gerações produzindo todos os machos na natureza. "
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Advertisement PublicidadeCRISPR é o ingrediente final
O gene Nix por si só, no entanto, só será transmitido para metade do descendência. Os cientistas precisarão usar CRISPR-Cas9 para quebrar o cromossomo que não tem Nix, disse ele.
"As células são muito boas na correção de cromossomos quebrados", disse Adelman. "E, neste caso, eles usarão o cromossomo contendo Nix como guia para reparar o quebrado. O resultado é que cada cromossomo agora contém Nix, em vez de apenas um. Assim, a maioria das progênies será masculina em cada geração. "
" Ficou claro para nós que Nix é um forte candidato para o fator determinante do sexo, porque só é encontrado em homens ", disse Tu. "É expresso anteriormente durante o desenvolvimento antes do sexo ser determinado, e sua seqüência indica uma função potencial na regulação dos principais atores na determinação do sexo. "
PublicidadeOs cientistas demonstraram que Nix é o primeiro fator determinante do sexo masculino nos mosquitos ao mostrar que é" necessário e suficiente "para iniciar o desenvolvimento de mosquitos masculinos, acrescentou.
Na próxima etapa, Adelman e Tu testarão suas hipóteses.
Publicidade PublicidadeEles acreditam se eles integram um ou alguns genes chave de determinação masculina (como Nix) nos autosomas (cromossomos não relacionados ao sexo), será suficiente para reduzir o número de mosquitos femininos, seja por conferir feminino-letalidade ou transformando fêmeas em machos férteis ou estéreis.
Adelman disse que "ainda há muitos detalhes técnicos para se exercitar" - incluindo a obtenção de suporte local para teste de campo da tecnologia - antes que eles possam aplicar sua descoberta no campo.
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Como o Nix funciona é um mistério
No momento, ainda não está claro como Nix controla a determinação do sexo nos mosquitos, disse Tu, e se Os fatores M são conservados em espécies que transmitem diferentes doenças.
Ele acrescentou que a eficácia e a estabilidade a longo prazo dos sistemas de transmissão de genes baseados em CRISPR em mosquitos permanecem desconhecidas.
"Esta nova abordagem é provavelmente mais eficiente do que as técnicas clássicas de insetos estéril para alcançar a redução da população e para controlar a doença, porque o viés masculino é sustentado por muitas gerações", disse Tu."A abordagem ainda seria auto-limitante porque as populações locais podem falhar devido a um número insuficiente de fêmeas, o que poderia eliminar o gene Nix projetado do meio ambiente. "
Seu trabalho foi apoiado por duas bolsas exploratórias do Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas dos Institutos Nacionais de Saúde. Este mês, eles receberam mais dois subsídios da mesma agência para continuar suas pesquisas sobre determinação do sexo e aplicações relacionadas em Aedes aegypti e Anopheles stephensi (transportadora de malária na Índia, Ásia do Sul e o Oriente Médio).
Embora sua pesquisa possa ter influência extraordinária na saúde global, os cientistas estão preocupados com a ética de liberar organismos geneticamente modificados para o meio ambiente.
"Tomamos essas preocupações muito a sério", disse Adelman. "Publicar nossos pontos de vista sobre a tecnologia agora, quando ainda há vários anos antes de qualquer tentativa potencial, deve ajudar a trazer todos os argumentos para a esfera pública com tempo suficiente para ter uma discussão informada. "
