RAPORT:

KORONAWIRUS: MAPY, STATYSTYKI, PORADY

Transgeniczne komary już latają nad USA, czyli o genetycznych kamikadze

Na Florydzie już nadeszły czasy genetycznej rewolucji 2.0 (fot. Shuttertock/Surachai Pung)
Na Florydzie już nadeszły czasy genetycznej rewolucji 2.0 (fot. Shuttertock/Surachai Pung)

Zamiast masowego stosowania insektycydów, można do środowiska wypuścić genetycznie zmienione komary, które niosą w sobie gen zabójczy dla potomstwa. Na Florydzie już nadeszły czasy genetycznej rewolucji 2.0. Transgeniczne owady zostały „wypuszczone do środowiska”, aby ograniczyć populację komarów roznoszących zabójcze dla nas choroby wirusowe.

Trzeba się załapać się na rewolucję kwantową 2.0

Kluczem do przyszłości jest uczestniczenie w rewolucjach technologicznych, a nie przesypianie ich. W rewolucji przemysłowej nie uczestniczyliśmy,...

zobacz więcej

Komary wysysają z nas krew, a nakłucie obrzydliwie swędzi. Gdybyśmy mieli z moskitami tylko takie problemy, to nie mielibyśmy żadnych. Niestety, ów niezbędny komarom do rozmnażania krwawy posiłek samicy planującej złożenie jaj, dostarczający jej niezbędnego do rozwoju zarodków żelaza, może się dla ugryzionego zwierzęcia czy człowieka zakończyć zakażeniem jednym spośród myriadów wirusów i pasożytów roznoszonych przez różne gatunki komarów, dla których są one wektorami, czyli roznosicielami. Tak to już jest, że jeśli zwierzę żywi się krwią (komary, kleszcze, niektóre nietoperze) będzie roznosić liczne choroby.

Wśród nich będą: wirus zachodniego Nilu, rozliczne inne wirusy końskiego zapalenia mózgu (japoński, wschodni, wenezuelski, zachodni, St Luis), wirus Zika, wirus chikungunya, wirus denga, wirus żółtej febry oraz malaria, wywoływana przez komórkowego zarodźca. Niemało jak na tak niewielkiego insekta. I zasadniczo wszystkie te choroby są śmiertelne lub zagrażające życiu i rozwojowi małych dzieci. Są też trudne w leczeniu bądź nieuleczalne i nie ma przeciwko nim często skutecznych szczepionek.

Niestety, wszelkie środki mające na celu chemiczne zatrzymanie komarów, jak do tej pory okazywały się bronią obosieczną. Kwestia masowego wykorzystania DDT jest dziś klasycznym już przykładem gwałtownego i bezmyślnego zaburzenia równowagi środowiska. Doprowadziło np. wiele gatunków ptaków do masowej utraty lęgów.

Później opracowywane insektycydy nie są wiele bezpieczniejsze dla środowiska. Głównie dlatego, że obok owadów jak komary, dla nas szkodliwych (aczkolwiek niezbędnych w ekosystemie, bo np. ich larwami żywią się masowo inne organizmy), są jeszcze owady ze wszech miar nie tylko niezbędne w ekosystemach, ale i dla nas pożyteczne. Jak pszczoły i inne zapylacze. Te zaś są wystarczająco blisko spokrewnione z komarami, aby to co ma zabijać moskity, szkodziło również im.

Przeczytaj także: Rak – odwieczny zabójca

Świat sprzed pół miliarda lat

Parafrazując znany przebój sprzed niemal pół wieku, to był świat w zupełnie starym stylu, choć nie dało się go oglądać zza szyb automobilu. Dopiero...

zobacz więcej

Opryski przeciw szkodnikom pól oraz przeciw komarom w miastach kończą się hekatombą owadzią na niespotykana dotąd skalę. Według uczonych aż pół miliona owadzich gatunków znajduje się dziś na skraju zagłady.

Obok gwałtownych zmian klimatycznych oraz niekorzystnych dla owadów przekształceń środowiska i owadzich chorób zakaźnych, to właśnie insektycydy oraz pestycydy są najbardziej za ten stan odpowiedzialne. Gdy nie będzie owadów, nasze życie też zawiśnie na włosku, bo bez zapylaczy nie mamy pożywienia.

Odpowiedzią nauki jest wymyślić takie komary, które albo będą szczególnie wrażliwe na stosowane środki chemiczne, tak, by dawkować je znacznie skromniej, zmniejszając zagrożenie dla innych owadów, albo tak, by nie roznosiły chorób na ludzi i zwierzęta. Ta część genetycznych nie jest sama w sobie dramatycznie trudna.

Trzeba jednak też coś zrobić, by taki laboratoryjny mutant wygrał ze swoim „dzikim” rywalem w naturze, czyli namnożył się skuteczniej niż zwykły komar lub też sprawił, że zwykły komar krzyżując się z komarem mutantem nie wyda żywego potomstwa. Ta część naukowego eksperymentu jest znacznie, znacznie trudniejsza i obarczona znacznie większym ryzykiem. Stąd jest to działanie kontrowersyjne.
Ludziom przychodzi akceptować transgeniczność do poziomu bakterii czy drożdży robiących lekarstwa, np. insulinę. Gdy rzecz zaczyna dotyczyć roślin wyższych, stanowiących nasze pożywienie, czy zwierząt hodowlanych, oponentów takich działań jest mnóstwo.

Przeczytaj także: COVID-19. Wiemy, dlaczego zabija

Nie dziwi zatem, że choć badania nad genetyką owadów mają już ponad sto lat (to dzięki muszce owocowej wywilżnie karłowatej i Thomasowi Morganowi poznaliśmy, iż geny są „na chromosomach”, jej też genom był pierwszym w pełni zsekwencjonowanym z jakiegokolwiek organizmu wielokomówego już w roku 2000!) dopiero dziś transgeniczne owady są bardzo ostrożnie i w sposób planowany wypuszczane do środowiska.

COVID-19 - o myszach i ludziach

W świecie naznaczonym koronawirusem mamy nadal dwa podstawowe zagadnienia do rozwiązania. Po pierwsze – zrozumieć, jak mutuje SARS-CoV-2 i po...

zobacz więcej

Dzieje się to w USA, a za sprawą firmy biotechnologicznej Oxitec, która wypuściła na Florida Keys swoje genetycznie zmodyfikowane komary w celu stłumienia rozmnażania się przenoszących choroby populacji komarów w tym regionie. Komary są bliskimi kuzynami much (należą do wspólnego rządu muchówek), a jednak nie są z nimi genetycznie identyczne. Ich genom jednak (kilku różnych gatunków rozprzestrzeniających choroby) również poznano w pełni już kilka lat temu.

Oxitec wcześniej (2019 r.) wypuścił zmodyfikowane genetycznie samce (czy raczej jaja, z których się wylęgły) gatunku komara egipskiego (Aedes aegypti) w Brazylii, na Kajmanach, w Panamie i Malezji. Po ponad roku eksperymentu, firma poinformowała, że tamtejsze lokalne populacje A. aegypti spadły o co najmniej 90 proc. Jest to gatunek moskita przenoszący wirusy zika, denga, chikungunya i żółtej febry. Jak starałam się naświetlić wcześniej, wypuszczanie zmodyfikowanych komarów stanowi sposób na kontrolowanie populacji bez stosowania pestycydów.

Przeczytaj także: Nie wystarczy być wielkim uczonym, trzeba jeszcze umieć się zachować

Jak to jest jednak możliwe? Cóż to za genetyczny kamikadze? Zmodyfikowane komary firmy Oxitec to samce, które w wyniku działań inżynierii genetycznej niosą śmiercionośny gen. On uruchamia swoje zabójcze działanie dopiero w potomstwie takiego komara-mutanta ze zwykłą samicą tego samego gatunku, która latała sobie była i nie powstała w laboratorium.

Żeńskie potomstwo takiej pary w teorii nigdy nie osiągnie dojrzałości i nie wejdzie w następny cykl rozrodczy. Powstające z takiej krzyżówki komarzej potomstwo płci żeńskiej (a zatem owej gryzącej nas i zarażającej) nie może wytwarzać niezbędnego mu do rozwoju białka, a zatem ginie. Taki gatunek i tylko on, ograniczy swe występowanie. A co za tym idzie drastycznie spadnie ryzyko zakażenia ludzi i zwierząt roznoszonymi przez ten konkretny gatunek komara chorobami.

Antyodżywcze, a jednak niezbędne w diecie – o meandrach odżywiania

Czym innym jest jeść, a czym innym – odżywiać się. Nawet jeśli podejmiemy tę dość kluczową dla zdrowia decyzję, że jednak chcemy się odżywiać,...

zobacz więcej

Samce zaś transgeniczne nie gryzą i nie zdychają. Liczebność populacji oczywiście spada. Ale tam gdzie ginie jeden gatunek komara (na Florida Keys komar egipski to dziś ok. 4 proc. wszystkich osobników komara), jego nisza ekologiczna jest wypełniana przez inne, larw zatem dla żywiących się nimi organizmów, np. ptaków, nie powinno zabraknąć. Jednak koszty ekologiczne to coś, co da się ocenić dopiero po kilku latach, stąd też odpowiedzialne za rejestracje takich transgenicznych organizmów do stosowania powszechnego agencje rządowe (Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych) przez wiele lat wzbraniały się przed wydaniem niezbędnych pozwoleń.

Zarząd Florida Keys Mosquito Control District (FKMCD) zazwyczaj przeznacza 1 mln dolarów rocznie na zwalczanie tego komara, uciekając się do kosztownych środków, takich jak opryskiwanie powietrznymi środkami owadobójczymi. Rada podsumowała, że ​​wypuszczenie setek milionów genetycznie zmodyfikowanych komarów może być tańszą i skuteczniejszą opcją, zwłaszcza że populacje komarów stają się z czasem odporne na pestycydy.

Natomiast ciężko uodpornić się na seks. Jednak, ze względu na ową „transgeniczność”, czyli na to, że komary maja nalepkę „GMO”, mieszkańcy lokalni oprotestowywali przez ponad dekadę próby wprowadzenia genetycznej regulacji populacji komara egipskiego. Oczywiście jednocześnie nie życzyli sobie chorować na Zikę czy chorobę wywoływaną przez wirusa zachodniego Nilu oraz życzyli sobie, aby „ratować pszczoły”. Bo każdy chciałby i zjeść ciastko i mieć ciastko. Taka już nasza pokręcona i nielogiczna ludzka natura.

Przeczytaj także: Nasz dziadek neandertalczyk

Mózg, czyli kosmiczna tajemnica

Astrofizyk z Uniwersytetu Bolońskiego Franco Vazza i Alberto Feletti, neurochirurg z Uniwersytetu w Weronie porównali sieć komórek neuronowych w...

zobacz więcej

Pod koniec kwietnia firma umieściła pudełka z jajami transgenicznych komarów w sześciu lokalizacjach w Cudjoe Key, Ramrod Key i Vaca Key. W ciągu następnych 12 tygodni z pudełek powinno wydostać się około 12 tys. nowo wyklutych samców. To tzw. doświadczenie polowe.

Jeśli się uda, to na jesieni Oxitec wprowadzi tam do środowiska ponad 20 mln swoich komarzych jaj - bomb zegarowych. Owe transgeniczne komary są rozróżnialne dla badaczy, gdyż dodatkowo mają wprowadzony tzw. gen reporterowi. Gdy je poświecić – emitują barwne światło.

W obawie, że pojemniki na jajka mogą zostać zniszczone przez aktywistów ekologicznych, Oxitec umieścił je na terenie prywatnym i nie ujawnił opinii publicznej ich dokładnej lokalizacji. Jest oczywistym, że pytania o bezpieczeństwo i skutki tego eksperymentu są poważne. Np. czy gen nie zostanie przekazany jakoś innym komarzym gatunkom? Albo innym owadom? Wprawdzie to bardzo mało prawdopodobne, ale… Po drugie, co, jeśli genetyczna magia przestanie działać?

Przeczytaj także: Skąd się biorą białka?

Po wypuszczeniu przez Oxitec genetycznie zmodyfikowanych komarów w Jacobinie w Brazylii, ich geny owadów pojawiły się w lokalnych populacjach komarów, co sugeruje, że śmiercionośny gen nie zabił niewielkiej części żeńskiego potomstwa, a te komarzyce zdołały się sparować. Ich hybrydowe potomstwo nie nosiło śmiercionośnego genu, ale przenosiło gen reporterowi (świeciły) albo geny z pierwotnych kubańskich i meksykańskich populacji komarów, które po raz pierwszy zostały użyte do stworzenia genetycznie zmodyfikowanych komarów. Nie wiemy, czy takie wprowadzenie genów „kubańskich” do populacji brazylijskiej komara egipskiego zmieni ich biologię.

Po co nam archaiczny DNA – czyli o zębie sprzed 1,6 mln lat

Udało się poznać sekwencję DNA sprzed 1,6 mln lat. I niekoniecznie archeogenetyka stanęła tym samym pod ścianą typu „starszego się już nie da”. Czy...

zobacz więcej

USA wcześniej zezwoliły na testy w Nowym Jorku zmodyfikowanego genetycznie Tantnisia krzyżowiaczka (Plutella xylostella), szkodnika upraw roślin kapustowatych i zmodyfikowanego motyla Pectinophora gossypiella, którego gąsiennica jest szkodnikiem bawełny w Arizonie. Te owady GMO były również pomysłem Oxitec.

Innym celem dla uczonych z laboratoriów tej firmy jest muszka śródziemnomorska (Ceratitis capitata) śródziemnomorska, wbrew swej nazwie globalny szkodnik upraw owoców miękkich i orzechów. Oxitec i tu opracował genetycznie modyfikowane samce, które niosą śmiercionośny gen, który przerywa rozwój samic i zabija je przed przepoczwarzeniem.

Po kilku pokoleniach populacja much maleje, ponieważ samce nie mogą już znaleźć partnerek. Techniki te – ze względu na skrót od ich pełnej naukowej nazwy – są określane jakże trafnie jako Medea (ang. Maternal Effect Dominant Embryonic Arrest). W micie o niej owa wnuczka boga Heliosa z nienawiści do ojca swych dzieci Jazona zabiła własnych synów – Mermerosa i Feresa.

Aby wyhodować stosowną liczbę muszek w laboratorium, śmiertelny gen można „wyciszyć” za pomocą antybiotyku tetracykliny. Istnieją obawy co do rutynowego stosowania tetracykliny do kontrolowania ekspresji śmiercionośnych genów u owadów.

Nie da się wykluczyć rozwoju genów oporności w bakteriach w jelitach owadów zmodyfikowanych genetycznie żywionych tetracykliną. Prawdopodobieństwo tego jest niskie, mikrobiomy bowiem owadów są diametralnie odmienne od naszego. Z rzadka się też owadami żywimy, choć ostatnio Komisja Europejska zaakceptowała larwy niektórych owadów jako pokarm dla ludzi, co jakże wielu zbulwersowało. Zapomnieli chyba w swym oburzeniu, że np. św. Jan Chrzciciel, a i wielu wyniesionych na ołtarze po nim pustelników, żywiło się „szarańczą i miodem leśnym”.

Żywimy się jednak czasem ptakami, które jedzą owady czy też dzikimi drapieżnikami, które z kolei jedzą owe ptaki. Geny zaś oporności na antybiotyki są jak walizeczki przekazywane pomiędzy komórkami bakterii, także ostatecznie mogą trafić i do bakterii kolonizujących ludzi. Tylko że…. Oporność na tetracykliny w bakteriach „szpitalnych” patogennych dla człowieka jest dziś powszechna i tak, bez żadnych „owadzich wsadów”.

Przeczytaj także: Mątwa zdolna do ascezy

Pytań jest wiele, ryzyko istnieje, problem w tym, że już więcej nie da się pryskać, a przy narastającej oporności owadów na insektycydy, coraz mniej jest czym. Giną zapylacze, a zatem w oczy zajrzy nam głód. Więc albo trzeba się pogodzić z tym, że będą się często rodzić dzieci z mikrocefalią powodowana przez wirus Zika czy też zapadniemy na encefalopatię wirusową, albo wymyślić jakiś sposób, by „tygrysa zabić, a skóry nie zniszczyć”.

Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne
źródło:
Zobacz więcej