Dzięki technologii CRISPR-Cas9 – specyficznej i wszechstronnej technologii edycji genów, której można używać do modyfikowania, usuwania lub korygowania określonych regionów DNA – ludzie mogą teraz szybko zmieniać ewolucyjny przebieg zwierząt lub roślin poprzez wstawianie genów, które mogą z łatwością rozprzestrzeniać się w całych populacjach .

W artykule opinii opublikowanym niedawno w czasopiśmie Trendy w genetycegenetyk ewolucyjny z University of Toronto Asher Cutter mówi, że musimy naukowo i etycznie zbadać potencjalne konsekwencje tego „genetycznego łączenia”, zanim wprowadzimy go w życie.

„Zdolność do spawania genetycznego rozwinęła się dopiero w ciągu ostatnich kilku lat, a większość myśli na ten temat koncentrowała się na tym, co może się wydarzyć w najbliższej przyszłości”, mówi Cutter, profesor na wydziale ekologii i biologii ewolucyjnej w Wydział Sztuki i Nauki.

„Z etycznego punktu widzenia, zanim ludzie zastosują to do naturalnych populacji, musimy zacząć myśleć o długoterminowych konsekwencjach w skali czasu setek lub tysięcy pokoleń”.

W klasycznej genetyce mendlowskiej prawdopodobieństwo, że geny przejdą z rodzica na potomstwo, wynosi 50:50 – ale nie zawsze tak jest. W naturalnym zjawisku znanym jako „popęd genetyczny” niektóre geny są w stanie zniekształcić własną transmisję, dzięki czemu istnieje znacznie większe prawdopodobieństwo, że zostaną odziedziczone.

Spawanie genetyczne to wersja tego, w której pośredniczy człowiek: wprowadzanie genów, które mają niesprawiedliwą przewagę, jeśli chodzi o dziedziczność w naturalnych populacjach. Ponieważ te geny łatwo i szybko rozprzestrzeniają się w populacjach, skutkują znacznie szybszymi zmianami ewolucyjnymi niż zwykłe powolne plodowanie, które obserwujemy w wyniku doboru naturalnego i sztucznego.

W przeciwieństwie do doboru naturalnego, popędy genetyczne i spawanie genetyczne mogą utrwalać geny, które niekoniecznie przynoszą korzyści organizmom, które je niosą – co czyni je atrakcyjną potencjalną metodą kontrolowania problematycznych i inwazyjnych gatunków przenoszących choroby.

Na przykład spawanie genetyczne zostało zaproponowane jako narzędzie do kontrolowania populacji komarów przenoszących choroby i gatunków inwazyjnych. Można go również wykorzystać do inżynierii genetycznej zagrożonych gatunków, aby były odporne na zakaźne patogeny, które zagrażają im wyginięciem.

„Rodzi to pytanie, jak bardzo ludzie powinni interweniować w procesy, które normalnie są poza naszą kontrolą” – mówi Cutter.

„Jeśli etycy, lekarze i politycy zdecydują, że w niektórych przypadkach dopuszczalne jest edytowanie „linii zarodkowej” ludzi – populacji komórek, które przekazują swój materiał genetyczny potomstwu – otworzy to możliwość zastosowania spawania genetycznego jako narzędzie w tym zakresie. To otworzyłoby znacznie większą puszkę robaków, ponieważ spawanie genetyczne może zmienić całą populację lub gatunek – a nie tylko kilka osobników, które zdecydowały się na zabieg.

Chociaż eksperymentalna ocena długoterminowych implikacji łączenia genetycznego może być trudna, Cutter mówi, że eksperymenty myślowe, teoria matematyczna, symulacje komputerowe i rozmowy z bioetykami mogą odgrywać ważną rolę, podobnie jak eksperymenty na organizmach o krótkiej długości życia i szybkiej reprodukcji.

Badania Cuttera są wspierane przez Radę Nauk Przyrodniczych i Badań Inżynieryjnych Kanady.

Z plikami z Cell Press