Program „Insect Allies” czyli „Owady-sprzymierzeńcy” amerykańska agencja DARPA (w której wcześniej narodził się m.in. internet) prowadzi od kilku lat. Badania przedstawia jako sposób na poprawienie bezpieczeństwa upraw. Genetycznie zmodyfikowane mszyce i mączliki miały być wykorzystywane do rozprzestrzeniania wirusów, te zaś pozostawiałyby w roślinach korzystne geny uodparniające je na choroby lub susze. Miałoby to także przysłużyć się zdrowiu ludzi – jeśli zmodyfikowane owady nie mogłyby przenosić np. zarodźców malarii, choroba zostałaby wyeliminowana.
O programie świat usłyszał w roku 2018, gdy grupa naukowców i prawników napisała w renomowanym magazynie „Science”, że prace te niemiło kojarzą się z bronią biologiczną. Rośliny można wszakże opryskiwać wirusami bezpośrednio. A owady, raz uwolnione do środowiska, niezmiernie trudno będzie kontrolować. Można sobie wyobrazić, że genetycznie zmodyfikowane owady przenosić będą wirusy, które zniszczą zbiory. Co potem?
DARPA nieszczególnie przejęła się krytyką. A może i przejęła, ale nie dała tego po sobie poznać przez trzy lata. Dziś ogłasza, że w genetycznie modyfikowane owady wbudowała „bezpiecznik”.
Nowy, sztuczny gatunek. Na razie muszki owocówki
Pomysł zasadza się na takiej zmianie genomu organizmu wyjściowego, by nie był zdolny do krzyżowania się ze swoim naturalnym przodkiem w naturze. Taka niezdolność do posiadania płodnego potomstwa jest uważana za jedną z granic oddzielających gatunki. Badacze piszą więc o stworzeniu syntetycznego „gatunku” (ang. species; notabene taki jest też akronim przedsięwzięcia powstały od Synthetic Postzygotic barriers Exploiting CRISPR-based Incompatibilities for Engineering Species).
Gdy „syntetyczny gatunek” zostanie uwolniony w środowisku, może wywierać presję ewolucyjną na naturalny i go ze środowiska wyprzeć. Szczególnie korzystne byłoby to w przypadku komarów roznoszących malarię lub dengę. Genetycznie zmodyfikowany owad nie byłby w stanie przenosić chorób. Uwolniony w odpowiedniej liczbie, mógłby wyprzeć naturalnie występujący, bardziej niebezpieczny gatunek. Choroba, przynajmniej na danym obszarze, zostałaby wyparta.
Molekularne nożyczki do genów, czyli CRISPR
Sztuczny gatunek owada nie musi pozostać w środowisku na zawsze. Jeśli jego liczebność spadnie poniżej krytycznego progu (zakładając taką samą płodność obu gatunków, jest to połowa), naturalnie występujące owady znów wyprą te genetycznie zmodyfikowane. Jednakże patogenów przenoszących choroby już w środowisku nie będzie lub będzie znacząco mniej.
Na razie finansowani przez program DARPA badacze z University of California w San Diego, University of California w Berkley oraz California Institute of Technology zademonstrowali na co ich stać w najnowszym magazynie „Nature Communications”. Pokazali, że technologia inżynierii genetycznej CRISPR (Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats) może być wykorzystana do stworzenia takich genetycznych odmian muszek owocówek (Drosophila melanogaster), które mogą się rozmnażać między sobą, ale nie potrafią ze swoimi naturalnie występującymi przodkami. Tworzą więc co do zasady nowy biologiczny gatunek tego owada.
Warto zaznaczyć, że genetycznie modyfikowane komary były już uwalniane np. na Florydzie. Tam jednak pomysł był inny. Genetycznie zmodyfikowane owady mogły się krzyżować, ale samice z nowego pokolenia nie dożywały dojrzałości. Przeżywały jedynie samce, które przekazywały dalej śmiertelny dla samic gen. Z założenia mogłoby to doprowadzić do eliminacji tych owadów w ogóle – jednak bez możliwości kontroli całego przedsięwzięcia, co budzi kontrowersje.
Szybka, skuteczna i niczym się nie przejmuje. Taka jest DARPA
Defense Advanced Research Projects Agency, w skrócie DARPA, finansuje głównie projekty zbrojeniowe, jednak jej technologie często znajdują później użytek cywilny. W 1967 r. rozpoczęła prace nad wojskową siecią ARPANET, który stał się podwaliną cywilnego internetu, tam powstał też protokół TCP/IP wykorzystywany do przesyłania danych. Programy agencji przyczyniły się do skonstruowania komputerowej myszy, systemu GPS i algorytmów rozpoznawania mowy takich jak Siri czy Alexa.
Między światem naukowym a agencją często pojawiają się animozje. Przeprowadzone przez cywilnych naukowców badania muszą zostać ocenione przez specjalistów i opublikowane, potem trzeba znaleźć chętnych do wyłożenia pieniędzy w nową technologię. DARPA bezpośrednio finansuje obiecujące dla obronności badania (nie bez znaczenia jest też to, że armia ma znacznie więcej pieniędzy niż uczelnie), a ich efekty ocenia sama agencja, nie świat naukowy.
Źródła: Nature Communications, Nature, UC San Diego (NewsWise)