Fruwający sanitariusz

Czy komar może zaszczepić nas przeciwko ospie, AIDS lub nawet uodpornić na nowotwory? To nie żart! Brytyjski biolog Julian Crampton tak zmodyfikował kod genetyczny moskitów, że ich ukąszenie działa jak szczepionka chroniąca przed malarią. Inni badacze wyhodowali jedwabniki wytwarzające białka niezbędne do produkcji leków, pszczoły bardziej odporne na choroby, a także muchy cierpiące na te same schorzenia co ludzie. Dla rolnictwa i medycyny rozpoczyna się nowa era - transgenicznych owadów.
Epokowy eksperyment już wkrótce odbędzie się w ośrodku biotechnologicznym w Arizonie. Amerykański Departament Rolnictwa przed kilkoma dniami wydał zgodę na przeprowadzenie poza murami laboratorium doświadczenia z czterema tysiącami zmodyfikowanych owadów. Uczeni z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside chcą się przekonać, czy będzie można je wykorzystać do zwalczania szkodników niszczących aż połowę upraw bawełny na południu USA. Zamierzają się w tym celu posłużyć owadami tego samego gatunku (pink bollworm), różniącymi się tylko jednym genem - kodującym białko będące trucizną dla ich żarłocznych gąsienic. Substancja ta może je unieszkodliwić, zanim zaczną wyrządzać szkody na polu uprawnym. Biotechnolodzy zmodyfikowanego genetycznie szkodnika upraw bawełny nazwali terminatorem.
Za kilka lat tak zmodyfikowane ćmy i motyle zastąpią szkodliwe dla środowiska owadobójcze środki chemiczne. Najpierw jednak uczeni chcą się upewnić, czy nie będą one koniem trojańskim, który doprowadzi do katastrofy ekologicznej. Podczas pierwszej próby w Arizonie zostaną wykorzystane wyłącznie niegroźne dla jakichkolwiek szkodników owady z genem kodującym białko GFP, pozyskanym z DNA meduzy. Pod jego wpływem niszcząca uprawy bawełny gąsienica świeci na zielono. "Chcemy sprawdzić, jak gen ten będzie się rozprzestrzeniał, kiedy zmodyfikowane owady skrzyżują się z tymi, które niszczą uprawy" - twierdzi entomolog Thomas Miller z Uniwersytetu Kalifornijskiego. Eksperyment będzie przeprowadzony na poletku o powierzchni jednego hektara, przykrytym szczelną dla owadów klatką o wysokości siedmiu metrów. Dopiero gdy ta próba się powiedzie, rozpoczną się kolejne badania, już z owadami mającymi geny zabójcze dla gąsienic. Wtedy też uczeni zdecydują, czy terminatora można bezpiecznie wprowadzić do otwartego środowiska.
Jeszcze niedawno uczeni eksperymentowali z muszkami owocowymi, by wykryć geny, od których zależy długość życia. To już jednak historia. Naukowcy potrafią modyfikować kod ciem, chrząszczy i insektów, tak jak od wielu lat zmieniają DNA bakterii, roślin oraz ssaków. Mel Feany z Uniwersytetu Harvarda wyhodował muszkę z ludzkim genem wywołującym chorobę Parkinsona.
Transgeniczne komary Juliana Cramptona zachowują się jak fruwające szczepionki. Uczony wprowadził do ich genomu gen białka znajdującego się w osłonie pierwotniaka wywołującego malarię. Próby na myszach wykazały, że po ukąszeniu przez tak zmodyfikowane owady białko przedostaje się do krwiobiegu zwierząt, a potem powoduje w ich organizmie wytworzenie przeciwciał skierowanych przeciwko zarodźcom wywołującym tę chorobę. Podobna reakcja odpornościowa powstaje po podaniu tradycyjnego preparatu w strzykawkach, chroniącego przed odrą, świnką lub grypą.
Zmienione genetycznie komary są nową nadzieją w walce z chorobami, przeciwko którym nie ma skutecznych szczepionek. Jedną z tych chorób jest właśnie malaria, na którą umiera co roku ponad milion ludzi. Biolog Marcelo Jacobs-Lorena z Case Western Reserve University w Cleveland (Ohio) wyhodował moskity z rodzaju Anopheles, odporne na zarazki wywołujące malarię - pierwotniaki o nazwie plasmodium. Uczony przemycił do DNA tych owadów gen blokujący drobnoustrojom dostęp do ich organizmu. Podobnie uczeni w USA i na Tajwanie zmodyfikowali komary roznoszące żółtą febrę: "nauczyli" je wytwarzać przeciwciała przeciwko wirusom tej choroby. Testy na zwierzętach potwierdziły, że owady te nie przenoszą zakażenia, gdy ukąszą zainfekowane małpy i gryzonie. Do środowiska mają być wprowadzone już za trzy, cztery lata. Trzeba je tylko wyposażyć w dodatkowy gen uśmiercający te z nich, które w kolejnych pokoleniach nie odziedziczyły zdolności wytwarzania nowego białka.
Powstaje tylko pytanie, jakie będą skutki wprowadzenia do środowiska zmodyfikowanych genetycznie owadów. Taki skrzydlaty terminator może spowodować powstanie groźnych mutacji lub zniszczyć inne pożyteczne owady, na przykład te, które eliminują mszyce. Wprowadzone do ich genomu geny mogą być przekazywane zarówno innym owadom, jak i roślinom, a nawet zwierzętom i ludziom. Mogą powstać nowe odmiany roślin jeszcze bardziej odpornych na środki chemiczne, mogą się pojawiać choroby atakujące ludzi i zwierzęta, na które nie będą działały żadne dostępne leki. Byłaby to katastrofa, przed którą ostrzegają ekolodzy. Genetycy przekonują jednak, że manipulacjami genetycznymi można dość bezpiecznie sterować. Wystarczy posłużyć się owadami rozmnażającymi się w jednym tylko pokoleniu, krzyżującymi się z wybranymi szkodnikami i wyłącznie na określonym terenie. Korzyści powinny być znacznie większe niż ryzyko, jakie stwarza biotechnologia.