Максим Руссо: Муха Медея

Максим Руссо Самец и самка дрозофилы Судзуки Wikimedia Commons / Shane F. McEvey, Australian Museum

Если верить Еврипиду, Медея, чтобы отомстить неверному Ясону, убила собственных детей. Теперь название «Медея» получил метод, который рекомендуется применить для борьбы с инвазивным насекомым – дрозофилой Судзуки (Drosophila suzukii).

Плодовая мушка дрозофила Судзуки за последнее десятилетие принесла немало неприятностей садоводам США и Европы. Если прочие дрозофилы откладывают яйца в перезрелые и уже загнивающие плоды, поэтому не наносят существенного урона сельскому хозяйству, то самка Drosophila suzukii, используя свой покрытый зубчиками яйцеклад, протыкает кожицу обычных плодов, и ее личинки поедают их изнутри. К тому же область плода вокруг укола становится мягкой и быстро загнивает. Одна самка откладывает за жизнь до 300 яиц. Разводя мух в лаборатории, ученые установили, что за сезон у этого вида сменяется тринадцать поколений. Список плодов, в которых могут расти личинки, весьма велик: виноград, вишня, малина, ежевика, черника, персики, клубника.

Яйцеклад самки дрозофилы Судзуки, способный пронзить кожицу плодов

Яйцеклад под электронным микроскопом.

Вишня, поврежденная дрозофилой Судзуки, и вторичные повреждения от плесени и других насекомых.

Родина мухи – Япония, живет она также в Китае и Корее, но в 1980-х годах она перебралась и на Гавайские острова, а с 2008 года начала распространяться по США, а в 2010 году появилась в Европе, где была отмечена в Бельгии, Италии, Франции и Испании. На некоторых плантация США личинками мухи были поражены до 80 % плодов. Только хозяйства, где выращивают малину, в штате Калифорния за 2009 – 2014 годы понесли от этой мухи ущерб в 40 млн. долларов.

Еще в 2007 году молекулярный биолог Брюс Хей (Bruce Hay) из Калифорнийского технологического института в Пасадене и его коллеги, экспериментируя с другим видом плодовых мух – Drosophila melanogaster, разработали систему «Медея». Ученые наделили мух дополнительным геном, который приводит к смерти потомства данной самки, если в ее геноме отсутствует дополнительная копия другого гена. Таким образом, первый ген служит «ядом», убивающим личинок, а второй – «антидотом» к нему. При этом потомство, не унаследовавшее от матери гены «Медеи», гибнет в любом случае. Благодаря этому свойству, «Медея» быстро распространяется среди популяции, так как выживают только те мухи, у которых есть нужная комбинация генов: «яд» и «антидот». Тогда это был эксперимент, призванный доказать, что генетический дрейф приведет к распространению такой генетической конструкции. Мухи, имеющие оба гена, никаких проблем не испытывают.

Теперь бывшая аспирантка Хея генный инженер Анна Бухман (Anna Buchman), которая работает сейчас в Калифорнийском университете в Сан-Диего, наделила системой «Медея» мух Drosophila suzukii, которых исследователи наловили в садах штата Орегон. Чтобы создать версию «Медеи», адаптированную для данного вида, ученые предварительно секвенировали часть генома Drosophila suzukii. Когда гены «Медеи» были введены мухам, жившим в лаборатории, за шесть поколений они распространились на 98 % популяции. О результатах этого эксперимента авторы рассказали в статье, опубликованной недавно в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Следующим этапом борьбы с дрозофилой Судзуки должно стать соединение генов «Медеи» с каким-нибудь вариантом генам, делающим муху чувствительной к выбранному фактору. Например, к высокой температуре воздуха или определенному инсектициду. После этого останется “запустить” данную генетическую комбинацию в популяции мух, живущие в садах, подождать, пока сменится шесть поколений (то есть три месяца) и подвергнуть популяцию воздействию летального фактора. Опрыскать плантации выбранным инсектицидом или просто подгадать, чтобы полное распространение «Медеи» совпало с пиком жары. Тогда все мухи, имеющие в своих генах «Медею», погибнут.