Ricerche sulla lotta
alla dengue
mediante zanzare GM
Ricerca per combattere la dengue
con zanzare geneticamente modificate : GM
Dengue: malattia trasmessa dalla zanzara all’uomo:
diffusa in circa 100 paesi tropicali e subtropicali (Asia, Africa, America)
con sintomi e conseguenze variabili:
simile a influenza, dolori articolari, muscolari:
emorragie che possono portare alla morte 20%
Responsabili della dengue sono 4 virus tra loro simili
trasmessi dalla zanzara Aedes aegypti, piccola, silenziosa,
con vita media di circa 3 mesi:solo femmina è infettante;
originaria dall’Africa, diffusa circa 400 anni fa mediante le
deportazioni di schiavi
Possibile prevenzione mediante uso di zanzariere (poco efficaci perché
la zanzara è attiva durante il giorno),
insetticidi, eliminazione acqua stagnante
Cenni a ricerche e applicazioni precedenti che portano allo sviluppo
della tecnica che usa maschi e femmine GM
2000: Esperimento per trovare il modo di produrre drosophile
portatrici di geni che fossero letali solo per le femmine:
simile alla SIT,
gia usata da anni per proteggere i raccolti dagli insetti o altri parassiti:
si alleva un grande numero di individui della specie che interessa,
si sterilizzano i maschi mediate radiazioni
si diffondono i maschi sterili nella zona da proteggere:
i maschi sterili entrano in competizione con quelli fertili
nell’accoppiamento al quale però non segue fecondazione
Drosophile normali, maschi e femmine
con inserimento di geni
I geni inseriti portano a morte solo le femmine
Questa tecnica non è efficace con le zanzare:le radiazioni
indeboliscono molto i maschi, ma durante
il trasporto muoiono e quindi non avviene l’incontro con le femmine
Situazione teorica nella lotta per selezionare ed eliminare
specie dannose alla agricoltura, zootecnia ecc,
100 maschi normali
100 femmine normali
100% accoppiamenti fecondi
100 maschi normali e 100 maschi
modificati,sterili100 100 femmine normali
50% accoppiamenti fecondi e 50 % infecondi
50 femmine normali
100 maschi normali e 100 modificati
25 % accoppiamenti fecondi e 25 % infecondi
25 femmine normali
100 maschi normali e 100 maschi modificati
12.5 accoppiamenti fecondi e 12.5 infecondi
6 % femmine normali
100 maschi normali e 100 maschi infecondi
3 % accoppiamenti fecondi e 3 % infecondi
100 femmine
infecondi
fecondi
100%
50%
25%
12.5 %
6%
3%
3 femmine
Programma: ottenere la scomparsa delle femmine infettanti selvatiche
sostituendole con femmine portatrici di informazione genetica che le
rendano incapaci di riprodursi
selvatiche
modificate
2002: scoperto un gene che controlla lo sviluppo dei muscoli delle ali
delle zanzare femmine: disattivandolo si ottengono femmine incapaci
di volare e quindi di trovare maschi per essere fecondate e produrre
uova e nuove zanzare
Creazione di una sequenza genica attivabile o disattivabile che possa
controllare il gene responsabile dello sviluppo muscolare
Aggiungere alla zanzara geni che impediscono lo sviluppo dei muscoli che
permettono alle zanzare di volare e di potersi accoppiare:
le giovani femmine muoiono senza deporre uova
Interruttore 1
Gene1
Interruttore 2
proteina
Gene 2
Muscoli ali
tossina
Geni per proteine fluorescenti
Durante la metamorfosi della larva femminile si attiva un interruttore
che attiva a sua volta un gene codificante per una proteina: la proteina
attiva un secondo interruttore che attiva un secondo gene il quale
produce una tossina che distrugge i muscoli delle ali
(è possibile mediante altri geni che codificano per proteine fluorescenti
seguire nelle larve la diffusione dei geni inseriti )
È possibile impedire la attivazione dei geni inseriti, in modo che le
zanzare possano volare e riprodursi in laboratorio, aggiungendo all’acqua
un antibiotico (tetracicline) che inibisce la sintesi della proteina tossica
Fasi operative per ottenere l’inserimento della sequenza genica in
zanzare selvatiche mediante fecondazione
con maschi portatori della sequenza genica
Creazione della sequenza di DNA modificato
fecondazione di zanzare selvatiche in laboratorio
inserimento del DNA nelle uova fecondate
aggiungere tetraciclina per inibire effetto del DNA sulle larve femminili
nascono e si sviluppano maschi modificati e femmine modificate
si incrociano maschi e femmine e si ottengono molte uova modificate
si ottengono milioni di uova modificate: si separano i maschi
che verranno immessi nelle zone infestate dalla zanzara
perché entrino in competizione con i maschi selvatici
nella fecondazione trasformando la popolazione selvatica
originaria in una popolazione nella quale le femmine
modificate e fecondate non potranno svilupparsi e
contribuire alla crescita della popolazione infettante
Creazione della sequenza di DNA modificato
fecondazione di zanzare selvatiche in laboratorio
inserimento del DNA nelle uova fecondate
aggiungere tetraciclina per inibire effetto del DNA sulle larve femminili
nascono e si sviluppano maschi modificati e femmine modificate
si incrociano maschi e femmine e si ottengono molte uova modificate
si ottengono milioni di uova modificate: si separano i maschi
femmina
maschio
Uova modificate
Sviluppo larvale
Accoppiamento + fecondazione
Presenza di tetraciclina
uova
Incrocio : produzione di uova : separazione maschi
Maschio selvatico
Maschio modificato
Femmina selvatica
Femmina modificata
In laboratorio: si introducono maschi
modificati in una popolazione selvatica:
i maschi modificati entrano in
competizione con quelli selvatici nella
fecondazione:
le femmine selvatiche continuano a
nascere solo da fecondazioni dovute
a maschi normali: le femmine nate
da fecondazione con maschi modificati
non si sviluppano, non si riproducono:
i maschi modificati aumentano
di numero perché nascono da
uova deposte da femmine
selvatiche fecondate da maschi
modificati
Immettendo milioni di maschi modificati in una regione infestata da
zanzare selvatiche, la competizione nella fecondazione con maschi
selvatici e normali dovrebbe portare nel tempo alla diminuzione delle
femmine fecondabili (che possono svilupparsi solo nel caso che le
uova derivino da femmine selvatiche fecondate da maschi selvatici)
La popolazione si trasforma aumentando la frequenza delle femmine
non fecondabili rispetto a quelle fecondabili, fino ad estinguersi per
mancanza di femmine selvatiche ancora fecondabili
Popolazione solo selvatica
Popolazione selvatica + maschi modificati :
aumento femmine modificate, non feconde
Popolazione quasi solo con zanzare femmine modificate
maschi selvatici e modificati
Solo selvatici
Selvatica e modificato
Selvatici e modificato
Notare aumento di femmine non feconde
Prove eseguite in particolare in alcune regioni del Messico, Caraibi,
Brasile, Malaysia:
problemi e perplessita di varia natura ,
simili a quelli relativi alla ricerca sugli OGM
Rendono complessa la necessaria sperimentazione.
La ricerca continua…
Idea suggerita dalla lettura di articolo su Le Scienze, gennaio 2012
