Giriş: Koruma Genetiklerinde Yeni Bir Çağ
Koruma genetikleri uzun zamandır geleneksel araçlara dayanıyor - bilim insanları doğrudan DNA dizilerini değiştirmelerine izin verdi, risk altındaki çoğu sorunun korunması için potansiyel çözümler sundu: genetik çeşitliliğin kaybı, hastalık için kırılganlık, özellikle de CRISPR-Cas9, bu makale, genetik düzenlemelerdeki mevcut durumu araştırır ve gerçek dünya vaka çalışmalarıyla ilgili en uzun süregelen sorunları incelemek için potansiyel çözümler sundu: genetik sorunlar, hastalık için kırılganlık kaybı ve hastalık için kırılganlık kaybı ve invaziyete yol açmalı.
Genomu tekil bir teknoloji değil, belirli locide hedefli değişiklikler sağlayan bir yöntem sunuyor. Koruma sözlüğü, uzun nesil zaman seçici yetiştirme veya geleneksel genetik kurtarmanın belirsizliğine müdahale etme yeteneğinde yatıyor. Türler çevresel değişimin hızlandırdığı gibi, bu araçlar koruma aracının kritik bileşenleri haline gelebilir - dikkatli ve öngörülü olarak konuşuluyor olabilir.
Genom Araçları Nedir?
Araştırmacıların ekleyebilmesine izin veren tekniklerdir, ya da bir organizmanın genomunda kesin bir şekilde DNA dizilerine güvenerek değiştirirler.En ünlü örnek CRISPR-Cas9[DÜT:1) daha sonra, genetik olmayan bir sonlama yöntemi ile (Tase) ve diğer bir çift-parçalı bir çift-parçacıklı bir şekilde farklılaşma yöntemleri ortaya koyarlar.
Yenier teknolojileri, örneğin, [[0)base düzenleme[Dönetici:2)prime düzenleme) tek çekirdekli düzenlemenin hassaslığı, araştırmacıların, tüm örneklerden genetik farklılaşma riskini azaltabilmeleri veya yenilenmeleri teşvik eder.Bu gelişmeler, özellikle de tüm frekanstaki küçük değişikliklerin fitness türlerine büyük ölçüde uyum sağlamaları için umut vericidir.
Koruma Genetik Uygulamaları
Korumada genomik düzenlemenin kullanımı hala erken aşamalarındadır, ancak bu araçların önemli bir etki yaratabileceği ortaya çıkmıştır. Her uygulama kendi teknik ve ekolojik düşüncelerle gelir.
Genetik Çeşitlilik
Birçok tehlike altındaki tür, genetik varyasyonu azaltan ve artan infüzyon depresyonunu azaltan şiddetli nüfus şişeleri deneyimledi. Geleneksel genetik kurtarma, yeni tümleştiricileri tanıtmak için sağlıklı popülasyonlardan gelen bireyleri translokasyona dahil ediyor. Genomlamalar genetik çeşitliliği yeniden tanıtıyor ve genetik olarak yenilenen tüm düzenlemeleri tekrar tanıtıyor. Örneğin, genetik olarak klonlamalar genetik olarak da genetik olarak yeniden düzenleme yoluyla yeniden düzenlemektedir.
Küçük, izole popülasyonlarda, genomik düzenleme, embriyo veya mikropların bağışıklık ile ilgili genlerinde heterozygositeyi artırmak için kullanılabilir, yeniden konum için ihtiyaç olmadan uyarlanabilir potansiyelini artırmak mümkündür.
Deleterious Genes'i Yeniden Hareket Etmek
Sık sık zararlı resesif mutasyonların birikimine yol açıyor.Theurida panther) klasik bir örnek: 1990'larda, kalan bir popülasyonun kalp kusurları ve düşük sperm kalitesi dahil olmak üzere ciddi bir mutasyonu sergilemiş olması nedeniyle, düzenlemenin, hangi nötral mutasyonların gerçekten de olumsuz bir şekilde ortadan kaldırılabileceğine karşı, ancak genetik düzenlemenin doğrudan etkili bir şekilde azaltılmasına engel olabilir. Örneğin, bir popülasyonun 1990'lara yol açan bir mutasyonu taşırsa, düzenleme onu vahşi bir genetik olarak ortadan kaldırır.
Örneğin, bazı ada yozlaşmış popülasyonları, birkaç kişinin hastalık frekansının genel genetik çeşitliliği etkilemeden azaltılabilmesi için bir mutasyon taşır. Bu yaklaşım, nüfus seviyesindeki genetik çeşitliliği etkilemeden genetik çeşitliliğine yol açabilir.
Invasive Türleri Kontrol Ederek
Belki de en tartışmalı uygulama, kendi mirasına önyargı veren genetik bir unsurdur, fitnessten vazgeçer veya viability azaltan bir özelliktir.Bir gen sürücüsü, kendi mirasına önyargılı bir durumdur, hatta bir popülasyondan yayılmaya izin verir.Bir gen sürücüsünü bir traitle çökertme veya viability azaltabilir, in 2019'da, benzer bir invazif popülasyonu bastırabilir veya ortadan kaldırabilecek bir genciliği ortadan kaldırır.
Ekolojik sonuçlar derindir: eğer bir gen sürücüsü amaçlanan olarak çalışırsa, tamamen tanımlanmış bir alandan bir tür ortadan kaldırılabilir. Bu, özellikle hedef tür tamamen izole edilmezse, hedef tür tamamen izole edilmiş değildir.Bu nedenle, mevcut araştırma “kendisi zinciri” sürücülerine veya sentetik unsurlara odaklanır. Düzenleme çerçeveleri hala gelişmektedir ve hiçbir gen sürücüsü koruma amacıyla vahşiliğe serbest bırakıldı.
Endangerlenmiş Türler Hastalıktan Kurtarın
Birçok tehlike altındaki türler, dünya çapındaki korkunç amfibiler tarafından tehdit edilir ve bu nedenle, klasik örnekler (Pseudogymnoascus destructans) öldürmenin bir yolunu gösterir.(Batrachochytrium enddrobatidis) yıkıcı amphibians için, araştırmacılar cilt mikrobiyotasını düzenlemenin veya ev sahibinin bağışıklık genlerini güçlendirip, DNA'yı yok etmeye yardımcı olabileceğini araştırıyorlar.
Benzer şekilde, hayvanat bahçesinden (örneğin, krifonk parasitica) geleneksel bir şekilde, genetik düzenleme ile bir araya getirilen bir ilaçtır. Araştırmacılar ayrıca, genetik olarak değiştirilmiş bir alan denemelerine karşı bir direnç göstermektedir.Bu, koruma için en gelişmiş örneklerinden biridir - bir megalital ormanını doğu Kuzey Amerika ormanlarına geri getirebilir.
Genomal Düzenlemede Vaka Çalışmaları Korumak için
Yukarıdaki örnekler ötesinde, çeşitli özel projeler, genomik düzenlemenin nasıl uygulandığını gösteriyor - ve karşılaşılan zorluklar.
CRISPR ve Chytrid Fungus in Amphibians
Chytridiomicosis, 200 amfibi türün geri kalanını bozar. mantar cilt fonksiyonunu bozar, Kaliforniya Üniversitesi'nden gelen bir ekip, CRISPR'ı ekolojik etkilerden uzaklaştırır.0Bd 5S RNA[Döneticiler) Geni, doğal direnişi yaratır.
Gen Drive for Invasive Mosquito Control
AÇAYD:0)Target Malaria[DÜDÜDÜDÜDÜSTRİYE) konsorsiyumu, sıtmayı gönderen sivrisinek popülasyonlarını baskı altına alan genetik türlere ihtiyaç duyarken, sivrisinek popülasyonlarının korunması için etkileri vardır. Ancak, ekolojik kompleksler, Burkina Faso'da, gereksiz bir şekilde baskı yapmadan önce bir alan denemesi, insan serbest bırakmamış bir şekilde, gelecekteki koruma odaklı gen sürücülerinin karşı karşıya kaldığı etkilerdir.
De-extinction and Back-breeding
Bazı araştırmacılar, genciliği yeniden diriltmek için genomik düzenlemeyi öneriyorlar – ya da daha doğru, Arctic tundra'daki mamul türlerini yaratmak için. ”woolly mammoth) projesi, Afrika filleri kullanarak Asya filleri kullanarak mühendisi soğuk-resistance özelliklere sahip olmayı hedefliyor.
Etik düşünceler ve Ekolojik Riskler
Korumada genomik düzenlemenin kullanımı sadece teknik bir soru değil; bu rekabet endişelerinin de dikkatli bir risk-tahap analizi gerektirdiğini gösteriyor.[Dönemli prensip[Dön 1: 1).
Unintended Consequences and Off-Target Effects
CRISPR-Cas9, hedefli mutasyonlar yaratabilir - benzer yerlerdeki değişiklikler ancak amaçlanan hedefe aynı değildir. gelişmiş kılavuz RNA tasarımı ve yüksek sadakat Cas9 varyantları bu riski azaltırken, düzenlenmiş organizmalarda bir hedef mutasyonu ortadan kaldırılamaz.
Ekolojik Cascade Effects
Bir türü değiştirmek veya değiştirmek, hastalık direncini bir türe dönüştürmek için, dengeyi değiştirmek için çok yönlü fareleri ortadan kaldırmak, özellikle karmaşık, çok sayıda örneklem ortamında gıda weblerini bozabilir. Modelleme çalışmaları ve mesocosm deneyleri herhangi bir alan serbest bırakılması için gereklidir.
Kamu ve Düzenleme Kabul
Genetik modifikasyonun genel algısı genellikle negatiftir, özellikle de hayvanlara uygulanan koruma projeleri, genomik düzenlemeyi içeren, yerel topluluklarla, Indigenous gruplarla ve süreçteki ilk paydaşların, ve özellikle de Doğa Koruma Derneği (IUCN))[Döneticileri koruma, biyogüvenlik ve inclusion için ön kılavuzluklar halinde yayınlamıştır. Ancak, düzenlemeler ülke tarafından yaygın olarak değişir ve vahşi olarak gen sürücülere değişir.
Kaynaklara ait etik Allocation of Resources
Genomu pahalı ve gelişmiş laboratuvar altyapısı gerektirir. Eleştirmenler, fonların habitat koruması, anti-poaching ve geleneksel koruma önlemleri üzerinde daha iyi harcanacağını iddia ediyor.Bazı türler için - siyah ayaklı ferret veya Florida panther gibi-sayı gibi - durum o kadar korkunç ki, sadece radikal müdahalenin yok edilmeyi engelleyebilir. sonuçta, genomik düzenleme daha geniş bir portföyde bir araç olarak görülmeli, gümüş bir mermi değil.
Meydanlar ve Gelecek Yollar
Teknik, düzenleyici ve ekolojik engeller önemli kalır. Teknik tarafta, vahşi nüfuslara düzenleme bileşenlerinin teslim edilmesi büyük bir problemdir.Bir laboratuvarda embriyolar analiz etmek ve yetişkinleri kapsamda veya nanoparçacıklarda kaldırılabilir türler için yollanabilir, ancak birçok tehlike altında, esir yetiştirmek zordur veya imkansızdır.
Başka bir meydan okuma, gen sürücülerinin yetersizliğidir[Dönetici:0). Hayvanlardaki mevcut CRISPR sürücüler genellikle direniş evrim gösterir - Hedef sitedeki araştırmacıların "sonsuz nesil" sürücüleri, hedef birden çok site veya kendi kendini-limiting mekanizmalarının geliştirilmesini engelleyen faktörlerdir.Forserv,FLT:2.
Gelecek yönler, genomik düzenlemeyi ESD ile bütünleştirmektedir:0) Biyobanka[Dönetici:0))) Ek olarak, klonlamadan önce tespit edilen kusurları doğrulayabilir.))) Kayıp çeşitlilik.Projeler [Ücretsiz Zootoks Zootoks[DÜcretsiz Zootokslar)[Döneticileri kopyalayabilir.
Uluslararası işbirliği önemlidir.Ücretsiz genetik Uzman Grubu[Dönetici:1) ve [[Dönetici:2)Gene Drive Research Consortium) gibi kuruluşlar, teknolojinin olgunlaştığı gibi, dış saha uygulamaları olmadan pilot yayınları kontrol altında görebilirler.
Sonuç: Güçlü ama Precarious Tool
Genom araçları, genetik zorlukların tehlike altında tutulması için eşsiz fırsatlar sunuyor. İnvazifleri kontrol etmek için çeşitlilikten geri yüklemeden, potansiyel faydalar muazzam. Ancak, riskler -ekolojik, etik ve sosyal - eşit derecede önemli. Koruma genetikleri, karmaşık genomlar ve ekosistemlerin anlayışının hala eksik olduğunu kabul etmek zorunda.
En sorumlu yol, biyoçeşitliliği güvence altına alırken inovasyona izin veren temel araştırma, katılımcı paydaşlara yatırım yapmak ve biyoçeşitliliği korumak için düzenleyici çerçeveler geliştirmektir. Genom düzenleme geleneksel bir tamamlayıcı haline gelecektir, ancak bakım ve bilgelik ile kullanılabilir.
[0]Daha fazla okuma için:[Dönem:[Dönem:0)
- [FONT:0) Doğa: CRISPR tabanlı gen koruma için sürücüler).
- [0]PNAS: Genetik kurtarma ve Florida panther
- [FONT:0)IUCN: Sentetik Biyoloji ve Koruma).