在實驗室實驗中消滅了可以攜帶瘧疾的蚊子

來自倫敦帝國理工學(xué)院的團隊只能在7-11代中使瘧疾媒介蚊子岡比亞按蚊的籠養(yǎng)種群崩潰。這是第一次使用設(shè)計師分子方法實驗?zāi)軌蛲耆钄鄬嶒炇抑袕?fù)雜生物的繁殖能力。

這種被稱為基因驅(qū)動的技術(shù)被用于選擇性地靶向特定的蚊子物種An。岡比亞負責撒哈拉以南非洲的瘧疾傳播。全世界約有3500種蚊子，其中只有40種相關(guān)物種可攜帶瘧疾。

希望將來釋放攜帶基因驅(qū)動的蚊子，在當?shù)財y帶瘧疾的蚊子群體中傳播女性不育并導(dǎo)致它們崩潰。

2016年，全世界約有2.16億瘧疾病例，估計有445,000人死亡，其中大多數(shù)是5歲以下的兒童。

來自帝國帝國生命科學(xué)部的首席研究員Andrea Crisanti教授說：“二十年來，盡管做出了巨大的努力和資源，瘧疾病例并沒有逐年下降，這標志著我們需要更多的工具。爭斗。”

今天發(fā)表在Nature Biotechnology上的團隊成果代表了基因驅(qū)動首次能夠完全抑制人口，克服了以前的方法所面臨的阻力問題。

克里斯蒂安教授補充說：“這一突破表明，基因驅(qū)動可以發(fā)揮作用，為幾百年來困擾人類的疾病提供了希望。還有更多的工作要做，無論是在大型實驗室測試技術(shù)方面研究并與受影響國家合作評估此類干預(yù)的可行性。

“我們考慮在野外測試任何帶有基因驅(qū)動的蚊子至少還需要5到10年的時間，但現(xiàn)在我們有一些令人鼓舞的證據(jù)證明我們正走在正確的道路上?；蝌?qū)動解決方案有可能在一天之內(nèi)加速通過克服資源匱乏國家的后勤障礙消滅瘧疾。“

該團隊針對An的一個基因。岡比亞稱為doublesex，它決定了個體蚊子是作為男性還是女性發(fā)育的。

該團隊設(shè)計了一種基因驅(qū)動解決方案，旨在選擇性地改變負責女性發(fā)育的doublesex基因區(qū)域。攜帶這種修飾基因的雄性沒有變化，雌性也只有一個修飾基因的拷貝。然而，具有兩個修飾基因拷貝的雌性顯示出雄性和雌性特征，未能咬合并且不產(chǎn)卵。

他們的實驗表明，基因驅(qū)動幾乎100%的時間都傳播了基因改造。八代之后沒有產(chǎn)生雌性，由于缺乏后代，種群崩潰。

以前開發(fā)用于群體抑制的基因驅(qū)動的嘗試遇到了“抗性”，其中靶基因產(chǎn)生了允許基因發(fā)揮其功能的突變，但是對驅(qū)動具有抗性的突變。然后這些變化將傳遞給后代，停止其軌道中的基因驅(qū)動。

為基因驅(qū)動目標選擇doublesex的原因之一是它被認為不能容忍任何突變，克服了這種潛在的抗性來源。實際上，在該研究中，doublesex基因的功能性突變拷貝沒有出現(xiàn)并在人群中傳播。

雖然這是第一次克服阻力，但研究小組表示，需要進一步的實驗來研究在模擬熱帶環(huán)境的有限實驗室環(huán)境下基因驅(qū)動的功效和穩(wěn)定性。

這涉及在更現(xiàn)實的環(huán)境中對更大的蚊子種群進行技術(shù)測試，其中對食物和其他生態(tài)因素的競爭可能會改變基因驅(qū)動的命運。

盡管不同的昆蟲具有不同的確切遺傳序列，但該研究中靶向的doublesex基因在昆蟲世界中是相似的。這表明該技術(shù)可以在未來用于專門針對其他攜帶疾病的昆蟲。

帝國最近的工作表明，壓制安。當?shù)氐膶葋喨丝诓惶赡苡绊懏數(shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)。

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