Med en gendrivare (från engelskans gene drive) i arvsmassan kan en specifik gen eller mutation snabbt sprida sig i en population av växter eller djur. Därmed sprids också en egenskap. Diskussionerna om gendrivare har bland annat handla om att kontrollera malaria och invasiva arter. Utan en gendrivare är det 50 procents chans att en viss gen ärvs av en avkomma. Det gör att genen sprider sig långsamt i en population. Med en gendrivare sprider den sig snabbt. Den ser nämligen till att genen eller mutationen förekommer i homozygot form i varje generation. Med homozygot menas att genen/mutationen finns på båda kromosomerna i ett kromosompar. Vissa delar av DNA:t ärvs av avkomman oftare än normalt. De följer inte Mendels lagar. De kopierar sig själva till andra delar av arvsmassan och kallas ibland själviska gener. Forskare har inspirerats av detta och idén om att med hjälp av själviska gener som gendrivare kontrollera sjukdomsbärande insekter föreslogs redan 2003.

Det var dock först i och med att genredigeringsverktyget CRISPR/Cas9 utvecklades som forskningen tog fart. Det visade sig nämligen att CRISPR/Cas9-systemet är som klippt och skuret att fungera som gendrivare.

Det går till så att exempelvis honmyggor modifieras med en gendrivare i form av CRISPR/Cas9, med eller utan en gen kopplad till sig. De modifierade myggorna släpps ut och parar sig med vilda myggor. När ett ägg från en modifierad hona befruktats av en vild hane kommer hälften av arvsmassan i det befruktade ägget att komma från den genmodifierade honan och hälften från hanen som saknar gendrivare. Gendrivaren ser då till att kopiera sig själv och genen som man vill sprida (om honmyggan modifierats med en sådan) till den del av det befruktade äggets arvsmassa som kommer från hanen. Resultatet blir att den mygga som utvecklas från det befruktade ägget är homozygot för gendrivaren och den gen som eventuellt kopplats till gendrivaren. Det innebär att myggan har gendrivaren och genen på båda sina kromosomer i ett kromosompar.

Förutom för att kontrollera sjukdomsbärande insekter diskuteras det 0m gendrivare skulle kunna användas för att kontrollera invasiva främmande arter. En invasiv art är en art som introducerats till ett område utanför sitt ursprungliga utbredningsområde och där hotar den biologiska mångfalden eller har negativa effekter på socioekonomiska värden eller människors hälsa. Globalt är invasiva arter ett av de absolut allvarligaste hoten mot biologisk mångfald.

Ytterligare potentiella användningsområden finns inom jordbruket. Några av de områden som diskuteras är att med gendrivare modifiera populationer av växtskadegörare så att de dör när man besprutar dem med ett ämne som är ofarligt för andra organismer och miljön eller att så att de inte uppskattar doft eller smak hos en viss gröda. Man skulle också kunna använda gendrivare för att göra växtskadegörare och ogräs som blivit resistenta mot ett visst bekämpningsmedel känsliga igen.

Gendrivare fungerar bara på arter som förökar sig sexuellt. För de syften som idag diskuteras och för att det ska fungera effektivt bör arten även ha kort generationstid. 

I USA har The National Research Council of the National Academy of Sciences, Engineering, and Medicine startat en kommitté vars mål är att komma fram till en rad rekommendationer gällande en ansvarsfull användning av gendrivare. Inom EU har Nederländerna under hösten bett kommissionen att ta upp frågan om gendrivare för diskussion bland medlemsstaterna.

Marie Nyman

Källor: Burt, A. Site-specific selfish genes as tools for the control and genetic engineering of natural populations. Proc. Biol. Sci. 270, 921–8 (2003); Ledford, H. CRISPR, the disruptor. Nature 522, 20–24 (2015); Gene drive research in non-human organisms: recommendations for responsible conduct – A study of the National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine.

Genmodifierade insekter