إنشاء واختيار الطفرات المقاومة لنقل الجينات عبر أجيال متعددة في بعوض الملاريا

تمتلك نظم نقل الجينات إمكانيات هائلة للتحكم في تجمعات الحشرات ذات الأهمية الطبية والزراعية. من خلال التحيز بوضوح لصالح وراثتها الذاتية، يمكن لنظم نقل الجينات إدخال صفات وراثية بسرعة حتى لو كانت تسبب تأثيرًا سلبيًا على لياقة التجمع. لقد طورنا مؤخرًا نظم نقل الجينات المستندة إلى تركيبات CRISPR النوويز التي تتمثل مهمتها في تعطيل الجينات الأساسية الضرورية لخصوبة الإناث في بعوض الملاريا. تقوم التركيبة بنسخ نفسها وتعطيل الجينات المرتبط من كروموسوم متماثل إلى آخر أثناء تشكيل الأمشاج، وهي عملية تُسمى الإيواء التي تضمن أن يرث غالبية النسل النظام. تمتلك هذه الأنظمة القدرة على التسبب في قمع سكاني طويل الأمد ومستدام، على الرغم من أنه من المتوقع أيضًا أن تفرض ضغط اختيار كبير للحصول على المقاومة في البعوض. أظهرت إحدى هذه الأنظمة القمعية السكانية غزوًا سريعًا لتجمع محصور على مدار 4 أجيال، مما أثبت صحة هذه التكنولوجيا. لتقييم إمكانية ظهور المقاومة لنظام النقل الجيني في هذه التجمع، سمحنا له بالتقدم لمدة 25 جيلًا وراقبنا تكرار نظام النقل بمرور الوقت. بعد الزيادة الأولية في نظام النقل، لاحظنا انخفاضًا تدريجيًا في تكراره رافقه انتشار طفرات صغيرة، induced بواسطة النوويز، في الجين المستهدف التي تقاوم المزيد من التكسير وتستعيد وظيفته. أظهرت هذه الطفرات معدلات زيادة تتماشى مع الاختيار الإيجابي في ظل نظام النقل الجيني. تمثل نتائجنا أول مثال موثق للاختيار للحصول على المقاومة لنظام نقل جيني صناعي وتؤدي إلى توصيات وتصميمات هامة لمراعاة المقاومة في تطبيقات نظم النقل الجيني المستقبلية.