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经基因编辑后对疟疾免疫的蚊子,反而有助于减少疟疾
蚊子经过基因编辑后对导致疟疾的寄生虫具有免疫力。如果将这种基因编辑后的蚊子释放到野外,由于它们具有所谓的“基因驱动器”序列,因此该基因改造应该可以在整个蚊子种群中传播,这意味着所有改造后昆虫的后代将继承免疫力。这种方法可以大大减少人类疟疾病例。
疟疾是全球导致死亡和疾病的主要原因之一,对撒哈拉以南非洲的儿童造成特别严重的影响。最近开发了两种疟疾疫苗,但它们只能提供部分免疫。
其他针对蚊媒疾病的高科技策略也正在研究之中,包括可在目标区域消灭所有蚊子的基因驱动。但这可能对生态系统产生不可预测的影响,加利福尼亚大学欧文分校的Anthony James说。
他的团队的方法允许蚊子存活,但使其产生可杀死主要导致疟疾的单细胞寄生虫——疟原虫的抗体。
插入的DNA包括两个抗体片段的基因;每个片段在蚊子体内寄生虫的生命周期的不同阶段对寄生虫进行靶向。James说,这降低了寄生虫对招致抗性的机会。
它还携带一段序列,意味着它应该在种群中传播。
DNA编码一种称为Cas9的酶,这种酶也用于CRISPR基因编辑治疗中,以及一个“指南”DNA序列,这意味着酶只会针对眼色素基因。
改造蚊子和普通蚊子的后代最初将拥有一个改造后的眼色素基因和一个正常的眼色素基因。但是,Cas9酶会在正常基因中产生一个断裂,然后通常的DNA修复酶使用改造后的DNA作为模板,并将该序列复制到正常基因中,因此后代将具有两个改造后的基因。
在实验室中进行测试时,该系统在一种名为Anopheles gambiae的蚊子中无效,因为它会使雄性蚊子在交配方面不成功。但是在另一种名为Anopheles coluzzii的蚊子中,这种缺陷没有出现。
在这种种类中,该基因很快在蚊子的小笼子中传播,结果,它们携带的寄生虫更少。根据此,该团队计算,如果将修饰后的蚊子释放在一个岛上,在最佳条件下,人类的疟疾病例在3个月内可能减少超过90%。
研究人员现在正在与西非海岸线上的圣多美和普林西比岛讨论测试这种方法,阿南吉利蜱蚊在那里是疟疾的主要病因。
英国约克大学的Luke Alphey说:“他们将一种相当好的抗病原效应子和一种相当好的基因驱动装置集成在一个系统中。”Alphey联合创立了一家名为Oxitec的公司,利用一种名为沃尔巴克体的细菌感染蚊子,该体无法传播登革热病毒。
佛罗里达大学盖恩斯维尔分校的Sadie Ryan说,不会根除昆虫的疟疾控制方法从生态学角度来看可能更好,因为蚊子仍然可以在生态系统中发挥作用。
本文译自 New Scientist,由 BALI 编辑发布。