Med gendrivere kan vi potensielt forebygge smittsomme sykdommer, kvitte oss med plagsomme skadedyr og redde noen av de mange utrydningstruede artene på kloden. Hvis det går som vi håper. Går det feil, kan utfallet bli katastrofalt. Ikke rart teknologien er en av de mest kontroversielle som noen gang er utviklet.
Av Sigrid Bratlie
Med sine 130 kilometer med hvite strender er Nantucket Island utenfor USAs østkyst et yndet feriemål for den amerikanske fiffen. I sommermånedene femdobles innbyggertallet på den lille øya. Men turister er ikke det eneste det kryr av på Nantucket. Øya er også en oase for flått – de små blodsugende parasittene som også kan ødelegge ferien for mange nordmenn. For de fleste innebærer et bitt heldigvis ikke mer enn litt ubehag. Men for noen kan det bli mer alvorlig. Flåtten er bærer av borreliabakterien som gir borreliose, en sykdom som blant annet kan gi ansiktslammelser. Forskere ved Massachusetts Institute of Technology har foreslått en mulig løsning; gjennom prosjektet «Mus Mot Flått» («Mice Against Ticks») kan de ved hjelp av en såkalt gendriver (se faktaboks) gjøre mus – en mellomvert for borrelia – ute av stand til å bære sykdommen. Dermed vil man også forhindre overføring fra flått til mennesker lenger ned i kjeden. I teorien. Men hva blir konsekvensene av å endre på egenskaper hos ville mus på øya? Og hva skjer om en gendrivermus blir med i bagasjen når ferieturistene setter kursen tilbake til fastlandet, slik at den genetiske dominoen fortsetter?
Nytte og risiko
– Økosystemene våre er svært komplekse og uforutsigbare, sier Kevin Esvelt, leder av prosjektet.
– For å begrense risiko og usikkerhet har vi utviklet et system, kalt Daisy drive, som gjør at gendriveren bare virker i noen få generasjoner og dermed kun endrer et begrenset antall mus. De genmodifiserte musene begrenses også geografisk, fordi naturlig seleksjon vil luke dem ut så fort de blir i mindretall utenfor bestanden. Det er denne typen gendriver vi foreslo på Nantucket, understreker han.
Tross slike sikkerhetsforanstaltninger mener Esvelt likevel at så potent teknologi som gendrivere må håndteres med stor aktsomhet.
– Jeg føler meg moralsk ansvarlig for alle konsekvensene arbeidet mitt kan føre til, og jeg håper andre forskere føler det på samme vis. Det er helt essensielt at utvikling av gendrivere skjer i full åpenhet og i tett dialog med dem som kan bli berørt, sier han.
Og Esvelt lever opp til sine ord. Før han i det hele tatt startet prosjektet, dro han til Nantucket og spurte innbyggerne der om de syntes det var verdt et forsøk. De sa pent nei takk. De syntes ikke borreliaproblemet var alvorlig nok til å forsvare risikoen og usikkerheten det kan innebære å sette ut gendriver-mus, selv om spredningen er begrenset. Esvelt har derfor skrotet planene om gendrivere på Nantucket.
«Jeg føler meg moralsk ansvarlig for alle konsekvensene arbeidet mitt kan føre til.»
Kevin Esvelt, forsker ved Massachusetts Institute of Technology
Utrydde malariamyggen?
Et problem alle derimot er enige om at er svært alvorlig, er malaria. Sykdommen smitter rundt 200 millioner mennesker hvert år, og har bare siden du startet å lese denne teksten krevd livet til fire barn under fem år. Nå har forskere prøvd gendrivere på myggarten som er hovedbærer av malaria. Ikke for å gjøre myggen resistent mot malariaparasitten, fordi det av biologiske årsaker antas å være lite effektivt, men for å utrydde den. Gendriveren gjorde hunnmyggene sterile, samtidig som egenskapen kunne arves videre gjennom farslinjen. Da forsøket var avsluttet, var det ikke én mygg igjen i burene. Her har vi en teknologi som, hvis den settes ut i naturen, potensielt kan få has på ett av de største folkehelseproblemene vi har. I dette tilfellet vil det ikke være nok å bruke en kortvarig gendriver som bare tar ut en liten myggbestand. Man må sørge for at gendriveren sprer seg til alle regioner der myggarten finnes, det vil si mesteparten av Afrika sør for Sahara. Hva risikerer vi? Har vi peiling på hva som skjer med økosystemene hvis vi utrydder en stor bestand eller til og med en hel art?
En som kan mye om insektenes rolle i naturen er Anne Sverdrup-Thygeson, professor i bevaringsbiologi ved NMBU.
– Det er ingen tvil om at mygg, som har vært på kloden i over 100 millioner år, som gruppe er viktige i økosystemet. Hannmyggene, som spiser nektar i stedet for blod, bidrar til pollinering. Fugl, fisk og flaggermus har mygg på menyen. Og de store svermene av bitende og stikkende insekter på tundraen kan kontrollere vandringene til de store planteeterne, som reinsdyr i Nord-Amerika, og gjennom det påvirke hele økosystemet, sier Sverdrup-Tygeson.
Hvilken rolle malariamyggen spiller, er imidlertid usikkert.
– De få parasittbærende malariamyggartene utgjør bare en liten del av puslespillet. Utfordringen er at vi ikke kan vite på forhånd nøyaktig hvilken rolle en enkelt art spiller, i den store sammenhengen. Risikerer vi å forstyrre naturens gang og skape større problemer enn dem vi fjerner? spør hun.
Sverdrup-Thygeson mener forsøk på utryddelse av malariamyggen medfører flere etiske utfordringer.
– Det kan fjerne fokus fra overordnede oppgaver og problemer som fattigdomsbekjempelse, naturødeleggelse, og ekstrem befolkningsvekst. Vi må også spørre oss om det er riktig å bevisst utrydde en myggart, når verden allerede opplever en dramatisk nedgang i insektbestandene?
I kjernen av diskusjonen er nettopp vårt forhold til naturen: Er naturen primært en ressurskilde som vi kan benytte til egen gevinst, eller bør vi søke å ivareta natur og biologisk mangfold i størst mulig grad? Men hvordan blir avveiningene når formålet med en gendriver er å bevare natur?
«Risikerer vi å forstyrre naturens gang og skape større problemer enn dem vi fjerner?»
Anne Sverdrup-Thygeson, professor ved Norges miljø- og biotvitenskapelige universitet
Naturbevaring
New Zealand har et problem. Et stort problem. Siden mennesket først ankom øygruppa for 750 år siden har antallet naturlig hjemmehørende arter blitt nesten halvert. Den største årsaken er rotter og andre blindpassasjerer i skipslasten som har livnært seg på den lokale faunaen. Nå har politikerne tatt grep, og satt seg et ambisiøst mål: Innen 2050 skal øya være kvitt alle disse rovdyrene som ikke naturlig hører til på New Zealand. Gendrivere er én av mulighetene som blir diskutert. For eksempel kan gendrivere gjøre at det bare fødes hanndyr. Dermed vil bestanden over tid kollapse. Miljøorganisasjonen Island Conservation, som jobber aktivt med å utrydde gnagere fra tropiske øyer for å bevare lokal fauna, mener gendrivere kan være en god løsning.
– Den potensielle nytten for verdens arter, natur, miljø og folkehelse er så stor at vi er moralsk forpliktet til å forske mer på gendrivere. Forskningen må imidlertid utføres med forsiktighet, i full åpenhet og i tett dialog med berørte parter, sier Karl Campbell, talsperson for organisasjonen.
Island Conservation er imidlertid langt fra representative for miljøbevegelsen.
– Disse genetiske utryddelsesteknologiene er feil svar på utfordringene innen naturbevaring. Vi trenger et moratorium på irreversible og uforsvarlige teknologier slik som gendrivere, sier Dana Perls fra Friends of the Earth, én av flere miljøorganisasjoner som har signert et opprop mot gendrivere. De mener risikoen for utilsiktede effekter er for stor og kunnskapsgrunnlaget om mulige konsekvenser for lite til å forsvare bruk av teknologien. Noe moratorium, altså et selvpålagt forbud, ble det imidlertid ikke da politiske ledere og rådgivere fra over 170 land i høst møttes for blant annet å diskutere gendrivere. Til det var uenighetene for store. Men at dette er en av de mest kraftfulle teknologiene vi noensinne har hatt, på godt eller på vondt, er alle enige om.
Slik fungerer en gendriver
Naturens genetiske lotteri har fungert på samme måte i nesten fire milliarder år: I alle levende organismer oppstår tilfeldige genetiske mutasjoner. De aller fleste mutasjoner har enten ingen effekt eller negative konsekvenser for organismen, og vil som regel forsvinne ut av populasjonen over tid. Dersom en mutasjon derimot gir organismen et konkurransefortrinn, er det sannsynlig at den over tid kan øke i forekomst ved at avkommene som arver den klarer seg bedre og får flere levedyktige etterkommere enn dem som ikke får den. Dette kalles naturlig seleksjon. Hvor raskt en egenskap sprer seg i en populasjon, er likevel begrenset av at en organisme kun bidrar med halvparten av det genetiske materialet til sitt avkom – såkalt mendelsk arv (figur 1 – øverst). At avkom får genene sine fra to ulike foreldre, er med på å bidra til genetisk variasjon i en bestand.
Med gendrivere kan vi overstyre de normale arvelovene fordi den øker sannsynligheten for at en genvariant går i arv fra forelder til avkom til over 50 prosent. Slik kan mutasjoner som ikke gir noen konkurransefordel til organismen likevel spres i en populasjon, og mye raskere enn under normale betingelser.
Det er den mye omtalte CRISPR-metoden som har gjort det mulig. Metoden kan brukes til å lage målrettede endringer i arvestoffet til alle levende organismer, for eksempel en genvariant som gjør mus resistente mot borrelia, eller malariamygg sterile. Når man lager en gendriver som skal spre endringen til hele bestanden, setter man i tillegg hele CRISPR-systemet inn i arvestoffet, slik at det arves videre og fortsetter å lage endringen i alle avkommene. Litt som et datavirus som fortsetter å installere et dataprogram i alle PC’er den blir sendt til. Eller en lang rekke dominobrikker som faller. Genetisk domino. Om det får pågå lenge nok, vil alle individene i en populasjon få egenskapen, uansett om egenskapen er til fordel eller ulempe (figur 1 – nederst).
