w 2008 r muszka owocowa, znana jako drosophila plamisto-skrzydła, przedostała się z Azji Południowo-Wschodniej do kontynentalnej części Stanów Zjednoczonych, prawdopodobnie zabierając autostop z dostawami owoców. Po raz pierwszy wykryty na polach malin w Kalifornii, owad szybko rozprzestrzenił się na inne stany.
W przeciwieństwie do muszki owocowej, którą przyciąga gnijący pokarm, muszka owocowa preferuje dojrzałe, zdrowe owoce. Za pomocą ząbkowanego, przypominającego rurkę narządu samice przecinają skórkę owocu i składają do środka jaja. Kiedy jaja się wykluwają, pojawiające się larwy niszczą plony. Inwazyjne szkodniki powodują każdego roku straty w wysokości setek milionów dolarów. Aby je kontrolować, hodowcy polegają na pestycydach, które zabijają owady bez wyjątku, w tym zarówno szkodniki, jak i pożyteczne robaki. Ale naukowcy pracują nad nowymi rozwiązaniami, które pewnego dnia mogą zastąpić – lub przynajmniej ograniczyć – potrzebę rozpylania chemikaliów.
W szklarniach w Oregonie w zeszłym miesiącu naukowcy z Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych rozpoczęli testowanie jednego z takich podejść: sterylizowanych samców much. Zmodyfikowane genetycznie błędy, stworzone przez firmę biotechnologiczną Agragene z St. Louis, mają na celu stłumienie populacji dzikich much. Pomysł polega na tym, że gdyby zostały wypuszczone do środowiska, wysterylizowane samce łączyłyby się z dzikimi samicami, co prowadziłoby do ślepego zaułka płodności. „Postrzegamy tę technologię jako zdolną do dostarczania zdrowszych owoców i warzyw bez wyrządzania dużej szkody środowisku”, mówi Bryan Witherbee, dyrektor generalny Agragene.
Naukowcy z firmy wykorzystali narzędzie do edycji DNA Crispr, aby wybić dwa podstawowe geny z embrionów much – jeden zaangażowany w reprodukcję samców, a drugi w rozwój samic. W rezultacie wykluwają się tylko sterylne samce, podczas gdy samice umierają. „Nie chcesz wypuszczać samic do populacji, ponieważ to one wyrządzają szkody”, mówi Stephanie Gamez, dyrektor ds. badań i rozwoju w Agragene.
Ale zanim firma będzie mogła wypuścić jakiekolwiek zmodyfikowane genetycznie owady na otwartą przestrzeń, musi je najpierw przetestować w zamkniętych szklarniach. Współpracując z naukowcami rządowymi i za zgodą USDA, firma testuje, jak dobrze edytowane samce mogą obniżyć populacje nieedytowanych much w warunkach szklarniowych i zapobiegać uszkodzeniom uprawianych tam jagód. Eksperymenty potrwają od dwóch do trzech miesięcy.
Firma zwraca się teraz do agencji o przeprowadzenie testów terenowych w przyszłym roku. Ostatecznie plan Agragene polega na sprzedaży małych kartonowych pudełek zawierających sterylne samce poczwarek – etap tuż przed przekształceniem się much w dorosłe osobniki. W tej fazie poczwarki są otoczone kokonem i nieruchome, co ułatwia ich transport do gospodarstw. (Witherbee mówi, że firma próbowała wysyłać żywe dorosłe muchy, ale niektóre owady zginęły w trakcie.) Pudełka byłyby umieszczane na polach, a kiedy dorosłe muchy się pojawią, będą szukać samic.
Witherbee uważa, że do stłumienia populacji potrzebny będzie stosunek czterech lub pięciu wysterylizowanych samców na jednego dzikiego, a stopień inwazji pola określi, ile owadów należy wypuścić. Ponieważ samce są bezpłodne, podczas kopulacji z samicami nie rodzi się potomstwo. Drosophila cętkowana żyje tylko kilka tygodni, więc gdy wymrze pierwsze pokolenie, konieczne będzie wielokrotne wypuszczanie edytowanych samców, aby utrzymać populację na niskim poziomie. Witherbee mówi, że firma rozpocznie cotygodniowe uwalnianie w eksperymentach szklarniowych, ale w terenie może być potrzebnych wiele uwolnień w krótszym okresie czasu.
