Ein CRISPR–Cas9-Gen-Drive, das auf doublesex abzielt, verursacht eine vollständige Populationsunterdrückung in gefangenen Anopheles gambiae-Mücken

Im menschlichen Malaria-Vektor Anopheles gambiae kodiert das Gen doublesex (Agdsx) zwei alternativ gespleißte Transkripte, dsx-weiblich (AgdsxF) und dsx-männlich (AgdsxM), die die Differenzierung der beiden Geschlechter steuern. Das weibliche Transkript enthält im Gegensatz zum männlichen ein Exon (Exon 5), dessen Sequenz in allen bisher analysierten Anopheles-Mücken hochgradig konserviert ist. Wir fanden heraus, dass die durch CRISPR-Cas9 gezielte Zerstörung der Intron 4-Exon 5-Grenze, die darauf abzielte, die Bildung von funktionalem AgdsxF zu blockieren, keine Auswirkungen auf die männliche Entwicklung oder Fertilität hatte, während Weibchen, die homozygot für das gestörte Allel waren, einen intersexuellen Phänotyp und totale Sterilität zeigten. Ein CRISPR-Cas9-Gen-Drive-Konstrukt, das auf diese gleiche Sequenz abzielt, breitete sich schnell in gefangenen Mücken aus und erreichte innerhalb von 7-11 Generationen eine Prävalenz von 100%, während die Eierproduktion progressiv reduziert wurde, bis es zu einem totalen Populationszusammenbruch kam. Aufgrund der funktionalen Einschränkung der Zielsequenz fand in diesen Laborexperimenten keine Selektion von Allelen statt, die gegen den Gen-Drive resistent waren. Cas9-resistente Varianten traten in jeder Generation an der Zielstelle auf, blockierten jedoch nicht die Ausbreitung des Drives.