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Ricerche sulla lotta alla dengue mediante zanzare GM.

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Presentazione sul tema: "Ricerche sulla lotta alla dengue mediante zanzare GM."— Transcript della presentazione:

1 Ricerche sulla lotta alla dengue mediante zanzare GM

2 Ricerca per combattere la dengue con zanzare geneticamente modificate : GM Dengue: malattia trasmessa dalla zanzara alluomo: diffusa in circa 100 paesi tropicali e subtropicali (Asia, Africa, America) con sintomi e conseguenze variabili: simile a influenza, dolori articolari, muscolari: emorragie che possono portare alla morte 20% Possibile prevenzione mediante uso di zanzariere (poco efficaci perché la zanzara è attiva durante il giorno), insetticidi, eliminazione acqua stagnante Responsabili della dengue sono 4 virus tra loro simili trasmessi dalla zanzara Aedes aegypti, piccola, silenziosa, con vita media di circa 3 mesi:solo femmina è infettante; originaria dallAfrica, diffusa circa 400 anni fa mediante le deportazioni di schiavi Cenni a ricerche e applicazioni precedenti che portano allo sviluppo della tecnica che usa maschi e femmine GM

3 2000: Esperimento per trovare il modo di produrre drosophile portatrici di geni che fossero letali solo per le femmine: simile alla SIT, gia usata da anni per proteggere i raccolti dagli insetti o altri parassiti: si alleva un grande numero di individui della specie che interessa, si sterilizzano i maschi mediate radiazioni si diffondono i maschi sterili nella zona da proteggere: i maschi sterili entrano in competizione con quelli fertili nellaccoppiamento al quale però non segue fecondazione Questa tecnica non è efficace con le zanzare:le radiazioni indeboliscono molto i maschi, ma durante il trasporto muoiono e quindi non avviene lincontro con le femmine Drosophile normali, maschi e femmine con inserimento di geni I geni inseriti portano a morte solo le femmine

4 Situazione teorica nella lotta per selezionare ed eliminare specie dannose alla agricoltura, zootecnia ecc, 100 maschi normali 100 femmine normali 100% accoppiamenti fecondi 100 maschi normali e 100 maschi modificati,sterili femmine normali 50% accoppiamenti fecondi e 50 % infecondi 50 femmine normali 100 maschi normali e 100 modificati 25 % accoppiamenti fecondi e 25 % infecondi 25 femmine normali 100 maschi normali e 100 maschi modificati 12.5 accoppiamenti fecondi e 12.5 infecondi 6 % femmine normali 100 maschi normali e 100 maschi infecondi 3 % accoppiamenti fecondi e 3 % infecondi 50% 25% 12.5 % 6 % 3% 100% fecondiinfecondi 100 femmine 3 femmine

5 Programma: ottenere la scomparsa delle femmine infettanti selvatiche sostituendole con femmine portatrici di informazione genetica che le rendano incapaci di riprodursi 2002: scoperto un gene che controlla lo sviluppo dei muscoli delle ali delle zanzare femmine: disattivandolo si ottengono femmine incapaci di volare e quindi di trovare maschi per essere fecondate e produrre uova e nuove zanzare Creazione di una sequenza genica attivabile o disattivabile che possa controllare il gene responsabile dello sviluppo muscolare selvatiche modificate

6 Durante la metamorfosi della larva femminile si attiva un interruttore che attiva a sua volta un gene codificante per una proteina: la proteina attiva un secondo interruttore che attiva un secondo gene il quale produce una tossina che distrugge i muscoli delle ali (è possibile mediante altri geni che codificano per proteine fluorescenti seguire nelle larve la diffusione dei geni inseriti ) È possibile impedire la attivazione dei geni inseriti, in modo che le zanzare possano volare e riprodursi in laboratorio, aggiungendo allacqua un antibiotico (tetracicline) che inibisce la sintesi della proteina tossica Aggiungere alla zanzara geni che impediscono lo sviluppo dei muscoli che permettono alle zanzare di volare e di potersi accoppiare: le giovani femmine muoiono senza deporre uova Interruttore 1 Interruttore 2 Gene1Gene 2proteinatossina Muscoli ali Geni per proteine fluorescenti

7 Fasi operative per ottenere linserimento della sequenza genica in zanzare selvatiche mediante fecondazione con maschi portatori della sequenza genica Creazione della sequenza di DNA modificato fecondazione di zanzare selvatiche in laboratorio inserimento del DNA nelle uova fecondate aggiungere tetraciclina per inibire effetto del DNA sulle larve femminili nascono e si sviluppano maschi modificati e femmine modificate si incrociano maschi e femmine e si ottengono molte uova modificate si ottengono milioni di uova modificate: si separano i maschi che verranno immessi nelle zone infestate dalla zanzara perché entrino in competizione con i maschi selvatici nella fecondazione trasformando la popolazione selvatica originaria in una popolazione nella quale le femmine modificate e fecondate non potranno svilupparsi e contribuire alla crescita della popolazione infettante

8 Creazione della sequenza di DNA modificato fecondazione di zanzare selvatiche in laboratorio inserimento del DNA nelle uova fecondate aggiungere tetraciclina per inibire effetto del DNA sulle larve femminili nascono e si sviluppano maschi modificati e femmine modificate si incrociano maschi e femmine e si ottengono molte uova modificate si ottengono milioni di uova modificate: si separano i maschi femminamaschio Accoppiamento + fecondazione uova Uova modificate Sviluppo larvale Presenza di tetraciclina Incrocio : produzione di uova : separazione maschi

9 Maschio selvatico Maschio modificato Femmina selvatica Femmina modificata In laboratorio: si introducono maschi modificati in una popolazione selvatica: i maschi modificati entrano in competizione con quelli selvatici nella fecondazione: le femmine selvatiche continuano a nascere solo da fecondazioni dovute a maschi normali: le femmine nate da fecondazione con maschi modificati non si sviluppano, non si riproducono: i maschi modificati aumentano di numero perché nascono da uova deposte da femmine selvatiche fecondate da maschi modificati

10 Immettendo milioni di maschi modificati in una regione infestata da zanzare selvatiche, la competizione nella fecondazione con maschi selvatici e normali dovrebbe portare nel tempo alla diminuzione delle femmine fecondabili (che possono svilupparsi solo nel caso che le uova derivino da femmine selvatiche fecondate da maschi selvatici) La popolazione si trasforma aumentando la frequenza delle femmine non fecondabili rispetto a quelle fecondabili, fino ad estinguersi per mancanza di femmine selvatiche ancora fecondabili

11 Popolazione solo selvatica

12 Popolazione selvatica + maschi modificati : aumento femmine modificate, non feconde

13 Popolazione quasi solo con zanzare femmine modificate maschi selvatici e modificati

14 Solo selvaticiSelvatica e modificatoSelvatici e modificato Notare aumento di femmine non feconde

15 Prove eseguite in particolare in alcune regioni del Messico, Caraibi, Brasile, Malaysia: problemi e perplessita di varia natura, simili a quelli relativi alla ricerca sugli OGM Rendono complessa la necessaria sperimentazione. La ricerca continua… Idea suggerita dalla lettura di articolo su Le Scienze, gennaio 2012


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