Sapos com genes de alpaca em breve poderiam estar pulando pela Austrália

Os sapos que fazem parte da Alpaca e de outros modelos geneticamente projetados podem estar em breve correndo e pulando pela Austrália.

As adaptações artificiais a doenças, pragas selvagens e mudanças climáticas são todas possíveis devido aos avanços nas ferramentas que permitem que os cientistas “editem” o DNA – as instruções genéticas dos organismos vivos.

E mosquitos, mansquitos, maiores de cana geneticamente alterados podem ser lançados em breve na natureza australiana.

No caso das mais de 200 espécies de sapos da Austrália, a tecnologia pode ajudar a tornar os anfíbios resistentes a uma doença mortal introduzida no país na década de 1970.

Acredita -se que seis (ou possivelmente sete) espécies de sapos australianos tenham sido extintos pelo menos em parte devido ao fungo chytrid.

Carregando…

O fungo altamente virulento causa a quitridiomicose da doença mortal que danifica a pele de um sapo, mudando a maneira como ela respira e absorve a água.

“Não há como realmente proteger os sapos em todo o mundo contra esta doença”, disse Stephen Frankenberg da Universidade de Melbourne.

“Embora você possa tratar os sapos individuais … você nunca pode se livrar do fungo do meio ambiente”.

Então, o Dr. Frankenberg está procurando usar a engenharia genética para impedir que os sapos sejam infectados em primeiro lugar.

E envolve alpacas.

Solução de lã para um problema peludo

Alpacas (Lama Pacos), um animal de rebanho lanoso das montanhas peruanas, tornou -se uma estrela despretensiosa de pesquisa médica na criação de novas vacinas e tratamentos.

Isso ocorre porque eles – e outros membros da família camelida, como camelos e lhamas – têm uma habilidade rara e útil.

Pequenas partículas imunes derivadas do sangue de uma alpaca podem fornecer proteção contra doenças em outras espécies.

Quando uma alpaca é infectada com um patógeno, seu corpo cria um tipo especializado de anticorpo muito pequeno, chamado de “nanobody”, que se presta a ser produzido por algo chamado “transgene”.

Os transgenes são genes que são retirados de um organismo – como uma planta, bactéria ou animal – e depois introduzidos no DNA de um diferente.

Assim, um transgene retirado de uma alpaca e introduzido em outra espécie criará nanobodos nessa outra espécie.

Este trabalho de negar genes é possível com ferramentas genéticas como o CRISPR-CAS9, que é basicamente um par de tesouras moleculares, permitindo cortes precisos no DNA.

O plano do Dr. Frankenberg é infectar alpacas com quitridiomicose para ver quais anticorpos a alpaca faz em resposta.

“Isso pode ser usado em uma solução de engenharia genética para a infecção por quitrídeos”, disse ele.

“Então, para cada espécie de sapo, você pode simplesmente injetar isso [engineered] fragmento nos ovos daquela espécie de sapo … e depois os reproduza em cativeiro “.

Isso daria aos sapos um gene herdado que poderia se espalhar por meio de entreteração quando forem liberados na natureza.

“Seria como um tipo de solução de biscoito que poderia ser derrubada no genoma de qualquer espécie de sapo, potencialmente, porque existem muitas espécies que são impactadas pela doença do quitrídeo”, disse Frankenberg.

Nesse estágio, o Dr. Frankenberg está tentando encontrar o transgene certo e, em seguida, os primeiros testes de laboratório serão feitos com sapos invasivos de cana (que são vulneráveis ​​ao fungo do chytrid).

A empresa de tecnologia de genes americana Colossal está bancando o projeto com US $ 3 milhões em três anos.

Os fundos colossais outros projetos genéticos para espécies vivas, mas também pretendem usar a engenharia genética para criar proxies de animais extintos, como mamutes e dodos.

No início deste ano, a empresa afirmou que havia trazido de volta uma espécie longa e extinta de grande lobo americano, o terrível lobo (Aenocyon dirus).

Especificamente, fez 20 alterações em 15 genes de lobos cinzentos (Canis Lupus) para fazê -los se parecer com o lobo terrível.

Agora, a empresa americana está de olho no extinto “tigre da Tasmânia” ou tilacina.

Tecnologia de extinção para conservação?

O último tilacino conhecido (Thylacinus cynocephalus) morreu em cativeiro em 1936.

Andrew Pask, da Universidade de Melbourne, que também é o diretor de biologia da Colossal, quer ver Thylacines “vagando selvagem por toda a Tasmânia” novamente.

“Sabemos que, se houver um grande predador de ápice, ele exclui coisas como gatos das regiões”, disse ele.

O professor Pask tem usado amostras históricas de ossos e espécimes preservados para elaborar o conjunto completo de DNA ou genoma das espécies extintas.

Espera -se que um estudo sobre o genoma seja publicado ainda este ano.

Com o genoma na mão, o laboratório do professor Pask tentará fazer milhões de edições genéticas para um parente thilacino vivo, como o Dunnart de cauda gorda (Smintthopsis crassicaudata), para recriar um tilacino.

O projeto de extinção de tilacina também pode ajudar a economizar outros animais nativos.

Quolls de arremesso de sapo

O professor Pask disse que o financiamento do thilacino o ajudou a alcançar mais para conversas marsupiais nos últimos quatro anos do que nos 20 anteriores.

“Onde [gene editing] Realmente terá um impacto para o nosso mundo é … conservação “, disse ele.

O Dr. Frankenberg editou recentemente as células Dunnart (que ele estudou para o projeto Thylacine) para torná -las resistentes à toxina do sapo invasivo de cana.

Ele diz que essa técnica pode ser usada para uma espécie como o Northern Quoll (Dasyurus hallucatus), que está morrendo após a chegada do sapo de cana.

“Pode levar alguns anos para chegar ao ponto de poder produzir quolls resistentes a sapos de cana”, disse Frankenberg.

“É uma edição tão pequena e algo que poderia surgir naturalmente na natureza”.

Colossal também afirma ter desenvolvido um protótipo de útero synthetic que poderia ajudá -lo a criar tilacinas projetadas sem a necessidade de uma mãe substituta.

E pode haver benefícios para outros marsupiais.

“Se pudermos fazer isso, de repente temos a capacidade de produzir em massa Marsupials usando isso [artificial womb]”, Disse o professor Pask.

“Isso pode mudar o jogo para nós na Austrália, porque sabemos que somos realmente impactados por eventos climáticos adversos, principalmente incêndios em Bush … onde você pode perder centenas de marsupiais de uma paisagem específica.

“Gostaríamos de ter a capacidade de poder criar 100 coalas ou 100 gambás de rabo de escova ou o que quer que seja, voltar para essa paisagem”.

Teoricamente, isso poderia ser feito com materials biológico a partir de uma instalação de armazenamento chamada biobank.

Os museus Victoria se uniram à Universidade de Melbourne para construir um biobank que congela amostras de células das espécies únicas da Austrália para proteger contra a extinção.

A fundadora do BioBank, Joanna Sumner, uma geneticista de conservação do museu, disse que o projeto tinha milhares de amostras de 77 espécies diferentes após quatro anos de operação.

“Estamos usando muitas técnicas que são usadas na biologia humana há anos”, disse Sumner.

“Mas agora a tecnologia é melhor, é mais barata e podemos aplicar essas técnicas à vida selvagem”.

O que poderia dar errado?

O ecologista da Universidade de Deakin, Euan Ritchie, disse que novas ferramentas de conservação, como a edição genética, são emocionantes, mas elas apresentam o risco de consequências não intencionais.

Meliar com o Northern Quolls pode ter um efeito cascata no ecossistema mais amplo, disse ele.

“E se, de repente, porque os sapos de cana são comestíveis para todos esses quolls do norte, você acaba com um grande número de quolls do norte?

“E como eles podem afetar outras espécies que também compartilham esse ambiente?”

Corrigir um problema, disse Ritchie, pode acabar criando outro.

A introdução de controles biológicos na Austrália teve sua parcela de sucessos (vírus de coelho) e falhas catastróficas (sapos de cana).

Mas o Dr. Frankenberg disse que esses riscos podem ser mitigados pela introdução primeiro do norte editado por genes nas ilhas, para estudar seus efeitos no ecossistema lá.

“E então isso pode progredir para lançamentos no continente”, disse ele.

Ouça o episódio completo de evolução synthetic sobre Edição de genes de animais selvagens para conservaçãoe Siga o podcast para mais.