Gentechnisch verändertes Insekt - Genetically modified insect

Die Fruchtfliege Drosophila melanogaster , die häufig in genetischen Modifikationsstudien verwendet wird
Teil einer Serie über
Gentechnik
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Genetisch veränderte Organismen
Geschichte und Regulierung
Verfahren
Anwendungen
Kontroversen

Ein gentechnisch verändertes ( GV ) Insekt ist ein Insekt , das genetisch verändert wurde , entweder durch Mutagenese oder genauere Prozesse der Transgenese oder Cisgenese . Beweggründe für den Einsatz von GV-Insekten sind biologische Forschungszwecke und genetische Schädlingsbekämpfung . Die genetische Schädlingsbekämpfung nutzt die jüngsten Fortschritte in der Biotechnologie und das wachsende Repertoire sequenzierter Genome , um Schädlingspopulationen, einschließlich Insekten, zu kontrollieren. Insektengenome können in genetischen Datenbanken wie NCBI und in insektenspezifischen Datenbanken wie FlyBase, VectorBase und BeetleBase gefunden werden. Es gibt eine laufende Initiative, die 2011 gestartet wurde, um die Genome von 5.000 Insekten und anderen Arthropoden namens i5k zu sequenzieren. Einige Lepidoptera (zB Monarchfalter und Seidenraupen ) wurden in der Natur durch das Wespen- Bracovirus genetisch verändert .

Arten der genetischen Schädlingsbekämpfung

Die Sterile Insektentechnik (SIT) wurde in den 1930er und 1940er Jahren konzeptionell entwickelt und in den 1950er Jahren erstmals in der Umwelt eingesetzt. SIT ist eine Kontrollstrategie, bei der männliche Insekten, normalerweise durch Bestrahlung, sterilisiert und dann zur Paarung mit wilden Weibchen freigelassen werden. Wenn genügend Männchen freigelassen werden, paaren sich die Weibchen mit meist sterilen Männchen und legen nicht lebensfähige Eier. Dies führt zu einem Zusammenbruch der Insektenpopulation (der Insektenreichtum ist extrem verringert) und kann in einigen Fällen zu einer lokalen Ausrottung führen. Bestrahlung ist eine Form der Mutagenese, die zufällige Mutationen in der DNA verursacht.

Die Freisetzung von Insekten mit dominanten Letalen (RIDL) ist eine Bekämpfungsstrategie, bei der gentechnisch veränderte Insekten verwendet werden, die ein tödliches Gen in ihrem Genom (der DNA eines Organismus) haben (tragen). Letale Gene verursachen den Tod in einem Organismus, und RIDL-Gene töten nur junge Insekten, normalerweise Larven oder Puppen. Ähnlich wie die Vererbung von braunen Augen gegenüber blauen Augen dominant ist, ist dieses tödliche Gen dominant, so dass alle Nachkommen des RIDL-Insekts auch das tödliche Gen erben. Dieses tödliche Gen verfügt über einen molekularen Ein- und Ausschalter, mit dem diese RIDL-Insekten aufgezogen werden können. Das tödliche Gen wird ausgeschaltet, wenn die RIDL-Insekten in einem Insektarium massenhaft aufgezogen werden, und eingeschaltet, wenn sie in die Umwelt entlassen werden. RIDL-Männchen und -Weibchen werden zur Paarung mit wilden Männchen freigelassen und ihre Nachkommen sterben aufgrund des tödlichen Gens, wenn sie das Larven- oder Puppenstadium erreichen. Dadurch bricht die Insektenpopulation zusammen. Diese Technik wird für einige Insekten entwickelt und für andere Insekten im Feld getestet. Es wurde auf den Grand Cayman Islands, in Panama und in Brasilien verwendet, um den Moskitovektor des Dengue-Fiebers Ae. Ägypten. Es wird für den Einsatz bei Diamantrückenmotten ( Plutella xylostella ), Medfly und Olive Fly entwickelt.

Inkompatible Insektentechnik (IIT) – Wolbachia

Dominanter embryonaler Arrest mit mütterlicher Wirkung (Medea)

X-Schredder

Anliegen

Es bestehen Bedenken hinsichtlich der routinemäßigen Verwendung von Tetracyclin zur Kontrolle der Expression tödlicher Gene. Es gibt plausible Wege, wie sich Resistenzgene in den Bakterien im Darm von mit Tetracyclin gefütterten GV-Insekten entwickeln und von dort aus in der Umwelt zirkulieren können. Beispielsweise könnten Antibiotika-resistente Gene durch gentechnisch veränderte Mittelmeerfruchtfliegen ( Ceratitis capitata ) auf E.coli- Bakterien und in Früchte übertragen werden .

Veröffentlichungen

Im Januar 2016 wurde bekannt, dass das brasilianische Nationale Biosicherheitskomitee als Reaktion auf den Ausbruch des Zika-Virus die Freisetzung weiterer genetisch veränderter Aedes aegypti-Mücken im ganzen Land genehmigt hat. Zuvor hatte Oxitec im Juli 2015 Ergebnisse eines Tests in der Region Juazeiro in Brasilien mit sogenannten "selbstlimitierenden" Mücken zur Bekämpfung von Dengue-, Chikungunya- und Zika-Viren veröffentlicht. Sie kamen zu dem Schluss, dass die Mückenpopulationen um etwa 95 % reduziert wurden.

Modifizierte Arten

Biologische Forschung

  • Fruchtfliegen ( Drosophila melanogaster ) sind Modellorganismen, die in einer Reihe biologischer Disziplinen (zB Neurobiologie , Populationsgenetik , Ökologie , Tierverhalten , Systematik , Genomik und Entwicklung ) verwendet werden. Viele Studien, die mit Drosophila- Arten durchgeführt wurden, waren in ihren jeweiligen Bereichen grundlegend und sie bleiben wichtige Modelle für andere Organismen, einschließlich des Menschen. Sie haben zum Beispiel dazu beigetragen, wirtschaftlich wichtige Insekten zu verstehen und menschliche Krankheiten und Entwicklung zu erforschen. Fruchtfliegen werden aufgrund ihres kurzen Lebenszyklus, ihrer Reproduktionsrate, ihres geringen Wartungsbedarfs und ihrer Fähigkeit zur Mutagenese oft anderen Tieren vorgezogen. Sie sind aus historischen Gründen auch der genetische Modellorganismus, da sie einer der ersten Modellorganismen sind und ein qualitativ hochwertiges abgeschlossenes Genom aufweisen .

Genetische Schädlingsbekämpfung

Diamondback Motte

Diamondback Motte

Die Raupen der Diamantrückenmotte fressen Kreuzblütler wie Kohl, Brokkoli, Blumenkohl und Grünkohl, was die Landwirte weltweit schätzungsweise 5 Milliarden US-Dollar (3,2 Milliarden Pfund) pro Jahr kostet. Im Jahr 2015 entwickelte Oxitec gentechnisch veränderte Diamantrückenmotten, die nicht lebensfähige weibliche Larven produzieren, um Populationen zu kontrollieren, die in der Lage sind, eine Resistenz gegen Insektizide zu entwickeln. Die GV-Insekten wurden zunächst für Feldversuche in Käfige gesetzt. Früher war die Motte der erste Pflanzenschädling, der eine Resistenz gegen DDT entwickelte und schließlich gegen 45 andere Insektizide resistent wurde. In Malaysia ist die Motte gegen alle synthetischen Sprays immun geworden. Das Gen ist eine Kombination aus DNA eines Virus und eines Bakteriums . In einer früheren Studie haben in Gefangenschaft gehaltene Männchen, die das Gen trugen, Gemeinschaften von Nicht-GV-Motten ausgerottet. Die Brutgrößen waren ähnlich, aber weibliche Nachkommen starben vor der Fortpflanzung. Das Gen selbst verschwindet nach einigen Generationen, was eine fortlaufende Einführung von gentechnisch gezüchteten Männchen erfordert. Modifizierte Motten können an ihrem roten Leuchten unter ultraviolettem Licht identifiziert werden , das durch ein Korallentransgen verursacht wird .

Gegner behaupten, dass das von dem synthetischen Gen gebildete Protein Nicht-Zielorganismen, die die Motten fressen, schädigen könnte. Die Macher behaupten, das Protein des Gens an Mücken, Fischen, Käfern, Spinnen und Parasitoiden getestet zu haben, ohne Probleme zu beobachten. Landwirte in der Nähe des Testgeländes behaupten, dass Motten die Bio-Zertifizierung benachbarter Betriebe gefährden könnten . Juristen sagen, dass nationale Bio-Standards nur den bewussten Einsatz von GVO bestrafen. Die Schöpfer behaupten, dass die Motte weder wandert, wenn genügend Nahrung zur Verfügung steht, noch das Winterwetter überleben kann.

Mittelmeerfruchtfliege

Mittelmeerfruchtfliege

Die Mittelmeerfruchtfliege ist ein globaler landwirtschaftlicher Schädling. Sie befallen eine Vielzahl von Nutzpflanzen (über 300), darunter Wildfrüchte, Gemüse und Nüsse, und richten dabei erhebliche Schäden an. Die Firma Oxitec hat gentechnisch veränderte Männchen entwickelt, die über ein tödliches Gen verfügen, das die weibliche Entwicklung unterbricht und sie in einem Prozess namens "präpupale weibliche Letalität" tötet. Nach mehreren Generationen nimmt die Fliegenpopulation ab, da die Männchen keine Partner mehr finden können. Um die Fliegen im Labor zu züchten, kann das tödliche Gen mit dem Antibiotikum Tetracyclin „zum Schweigen gebracht“ werden .

Gegner argumentieren, dass die langfristigen Auswirkungen der Freisetzung von Millionen von gentechnisch veränderten Fliegen unmöglich vorherzusagen sind. Abgestorbene Fliegenlarven können in Pflanzen zurückbleiben. Helen Wallace von Genewatch , einer Organisation, die den Einsatz von Gentechnologie überwacht, erklärte: "Obst, der mit den Gen-Fliegen von Oxitec angebaut wird, wird mit gentechnisch veränderten Maden kontaminiert sein, die genetisch so programmiert sind, dass sie in den Früchten sterben, die sie schützen sollen". Sie fügte hinzu, dass der Mechanismus der Letalität wahrscheinlich längerfristig versagen wird, da die GV-Fliegen Resistenzen entwickeln oder sich an Standorten vermehren, die mit Tetracyclin kontaminiert sind, das in der Landwirtschaft weit verbreitet ist.

Gesetzgebung

Im Juli 2015 leitete der Wissenschafts- und Technologieausschuss des House of Lords (UK) eine Untersuchung zu den möglichen Verwendungen von GV-Insekten und den damit verbundenen Technologien ein. Der Umfang der Untersuchung umfasst Fragen wie "Würden Landwirte davon profitieren, wenn Insekten verändert würden, um Pflanzenschädlinge zu reduzieren? Welche Sicherheits- und ethischen Bedenken bestehen bei der Freisetzung gentechnisch veränderter Insekten? Wie sollte diese neue Technologie reguliert werden?"

Hinweise und Referenzen

Siehe auch

Externe Links