Entwicklung eines auf chromosomalen Translokationen basierenden "gene drive" Systems zum lokal begrenzten und reversiblen Austausch von Aedes aeqypti Populationen

• Antragsteller: Dr. Georg Oberhofer
• Fachliche Zuordnung: Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277089463

Aedes aeqypti Moskitos sind die Hauptüberträger von tödlichen Krankheiten, wie Dengue- und Gelbfieber. Diese Krankheiten sind jedes Jahr für den Tod von Zehntausenden von Menschen, hauptsächlich Kinder, verantwortlich. Im Fall des Denguefiebers haben sich die Infektionsraten seit den 70er Jahren alle 10 Jahre verdoppelt, was klar zeigt, dass klassische Methoden zur Bekämpfung mit Insektiziden nicht erfolgreich waren. Daher ist es dringend notwendig neue Ansätze zu entwickeln, um diese globale Epidemie zu unterdrücken. Eine Option zur Bekämpfung von Moskitos ist wildtypische Populationen durch Populationen zu ersetzen, die den Virus nicht mehr übertragen können. Dazu braucht man sogenannte Gene Drive Systeme. Derzeit gibt es noch kein einziges dieser Gene Drive Systeme in Aedes Moskitos. Das Ziel dieses Projekts ist ein Gene Drive System zu entwickeln, das auf chromosomalen Translokationen basiert. Wenn sich ein Moskito, welcher eine Translokation besitzt, mit Wildtypen verpaart, ist ein Teil der Nachkommen nicht mehr lebensfähig auf Grund von chromosomalem Ungleichgewicht. Das führt zu einem stetigen Verlust von Wildtyp Chromosomen und zur Fixierung des Translokationsallels in der Population. Diese Art von Gene Drive System vereinigt mehrere positive Aspekte für die Anwendung. Das System ist sehr stabil und kann nicht leicht mutieren. Außerdem kann es sich nicht über Zielgebiete hinaus ausbreiten und es ist reversibel. Zwei Ansätze zur Erzeugung von Translokationen werden parallel verfolgt. Translokationskonstrukte werden mit piggyBac Transposase zufällig in das Aedes Genom integriert. Eine im Konstrukt enthaltene Homingendonuclease wird aktiviert und induziert Doppelstrangbrüche in der DNA, die durch die anschließenden Reparatur zu Translokationen führen können. Im zweiten Ansatz werden die Doppelstrangbrüche über das neue CRISPR/Cas9 System induziert. Sobald die Translokationslinien zur Verfügung stehen, werden sie in Fitnesstests evaluiert. Im Anschluss werden die Linien auf ihre Fähigkeit hin überprüft, wildtypische Populationen zu ersetzen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Bruce Hay