Чтобы сразиться с Зикой, давайте генетически модифицировать комары Старомодный путь

Исследователи разрабатывают методы массового выращивания комаров Aedes - их время генерации составляет только 2.5 недель. МАГАТЭ Imagebank, CC BY-NC-NDИсследователи разрабатывают методы массового выращивания комаров Aedes - их время генерации составляет только 2.5 недель. МАГАТЭ Imagebank, CC BY-NC-ND

Ближайшие паника, вызванная быстрым распространением вирус Зика придает новую актуальность вопросу о том, как лучше всего контролировать москитов, которые передают заболевания человека. Aedes aegypti комары кусают людей по всему миру, распространяя три вирусных заболевания: лихорадка денге, чикунгунья Зика, Нет доказанных эффективных вакцин или конкретных лекарств для лечения пациентов после заражения этими вирусами.

Контроль над москитом это единственный способ в настоящее время ограничить их. Но это непростая задача. Классические методы контроля, такие как инсектициды, выпадение из употребления - они могут оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую среду, а также повысить устойчивость к инсектицидам в остальных популяциях комаров. новый необходимы методы контроля комаров - Теперь.

Таким образом, пришло время изучить давнюю мечту о векторные биологи, включая меня: использовать генетику, чтобы остановить или ограничить распространение болезней, передающихся от москитов. Хотя технологии редактирования генов значительно улучшились за последние несколько десятилетий, я считаю, что мы упустили из виду старые, проверенные и верные методы, которые могли бы работать так же хорошо и на этих насекомых. Мы можем достичь цели производства комаров, неспособных передавать человеческие патогены с использованием тех же методов селективного размножения, которые люди веками использовали на других животных и растениях.

Техника на столе

Одна из классических стратегий сокращения популяций насекомых заключалась в популяции наводнений стерильными мужчинами - обычно производится с использованием облучения. Когда самки в целевой популяции сопрягаются с этими самцами, они не производят жизнеспособного потомства - мы надеемся, что число людей с разбивкой.

Современный поворот в этом методе состоял в том, чтобы генерировать трансгенных мужчин, несущих доминирующий смертельный ген, который по существу делает их стерильными; потомство этих мужчин умирает в конце личиночной стадии, устраняя будущие поколения. Этот метод был обнародован биотехнологическая компания Oxitec и в настоящее время используется в Бразилии.

Вместо того, чтобы убивать комаров, более эффективной и долговременной стратегией было бы генетическое изменение их, чтобы они больше не могли передавать болезнетворный микроб.

Мощный новый метод редактирования гена CRISPR можно использовать для того, чтобы трансгены (генетический материал другого вида) захватили дикую популяцию. Этот метод хорошо работает в комарах и является потенциальным способом «Приводят» трансгены в популяции, CRISPR может помочь быстро распространить ген, который придает устойчивость к передаче вируса - то, что ученые называют рефрактерностью.

Но CRISPR был спорным, особенно применительно к людям, потому что трансгены, которые он вкладывает в отдельного человека, могут передаваться его потомству. Без сомнения, использование CRISPR для создания и выпуска генетически модифицированных москитов в природу вызовет споры. Директор Национальной разведки США Джеймс Клэппер дошел до того, что dub CRISPR - потенциальное оружие массового уничтожения.

Но необходимы ли трансгенные технологии для генетического изменения популяций комаров?Примеры успешного искусственного отбора различных признаков за эти годы. В центре мультфильм «блочных» ученых хотел бы выбрать для комаров, чтобы они не могли пройти вирус. Джефф Пауэлл, автор предоставил

Селективное разведение старомодно

Генетическая модификация популяций велась с большим успехом. Это произошло почти для всех коммерчески полезных растений и животных, которые люди используют для производства продуктов питания или других продуктов, включая хлопок и шерсть. Селективное размножение может приводить к огромным изменениям в популяциях, основанным на естественных изменениях среди видов.

Искусственный отбор с использованием этого естественного изменения доказал свою эффективность снова и снова, особенно в сельскохозяйственном мире. Выбирая родителей с желаемыми качествами (куры с увеличенным производством яиц, овцы с более мягкой шерстью) в течение нескольких последовательных поколений, может быть произведено «истинное размножение», которое всегда будет иметь желаемые черты. Они могут сильно отличаться от предков - подумайте обо всех породах собак, полученных от предка-волка.

На сегодняшний день только ограниченная работа такого рода была сделано на комарах, Но это показывает, что можно выбрать для комаров с уменьшенной способностью передавать человеческие патогены. Итак, вместо того, чтобы вводить трансгены других видов, почему бы не использовать генетические вариации, естественно присутствующие в популяциях комаров?

Получение штаммов москитов посредством искусственного отбора имеет ряд преимуществ перед трансгенными подходами.

  • Все противоречия и потенциальные риски, связанные с трансгенными организмами (ГИО), устраняются. Мы говорим только об увеличении распространенности населения естественных генов комаров, которые нам нравятся.
  • Выбранные москиты, полученные непосредственно от целевой популяции, скорее всего, будут более конкурентоспособными, если их выпустят обратно в свой уголок дикой природы. Поскольку новый огнеупорный штамм, который не может передавать вирус, несет только гены из целевой популяции, он будет специально адаптирован к локальной среде. Известно, что лабораторные манипуляции с целью получения трансгенных комаров снизить их пригодность.
  • Исходя из местного популяции комаров, ученые могли выбрать специально для рефрактерности штамма вируса, заражающего людей в данный момент в этой местности. Например, существует четыре разных «разновидности» вируса денге, называемых серотипами. Чтобы контролировать заболевание, выбранные москиты должны быть огнеупорными к серотипу, активному в этом месте в то время.
  • Может быть возможным выбрать штаммы комаров, которые не могут передавать несколько вирусов. Потому что тот же Aedes aegypti виды комаров передают лихорадки денге, чикунгуньи и зики, люди, живущие в местах, в которых этот комар одновременно подвергаются риску для всех трех заболеваний. Хотя это еще не продемонстрировано, нет оснований полагать, что тщательное, хорошо продуманное селективное разведение не могло развить комаров, неспособных распространить все медицинские вирусы, имеющие отношение к вирусу.

К счастью, Ae. Aegypti является самым легким москитом для выведения в неволе и имеет время генерации около 2.5 недель. Таким образом, в отличие от классических растениеводов и селекционеров, занимающихся организмами с поколениями в течение многих лет, поколения 10 подбора этого комара занимают всего несколько месяцев.

Это не означает, что не может быть препятствий при использовании этого подхода. Возможно, самое главное, что гены, которые затрудняют передачу этих насекомых, могут также сделать отдельных насекомых слабее или менее здоровыми, чем целевая естественная популяция. В конце концов разведенные в лаборатории москиты и их детище могут быть вне конкуренции и исчезнуть из дикой популяции. Нам может потребоваться непрерывное высвобождение огнеупорных комаров, то есть тех, которые не подходят для передачи заболевания, о котором идет речь, - для преодоления селекции против желательных рефрактерных генов.

И сами возбудители комаров развиваются. Вирусы могут мутировать, чтобы уклониться от любого генетически модифицированного блока москита. Любой план генетического изменения популяций комаров должен иметь планы действий в чрезвычайных ситуациях, когда развиваются вирусы или другие патогены. Новые штаммы москитов можно быстро выбрать для борьбы с новой версией вируса - не нужны дорогостоящие трансгенные методы.

Сегодня заводчики и селекционеры все чаще используют новые методы манипуляции с генами для дальнейшего улучшения экономически важных видов. Но это происходит только после того, как традиционный искусственный отбор был сделан, насколько это возможно, для улучшения пород. Многие биологи против москитов предлагают перейти непосредственно к новейшим причудливым трансгенным методологиям, которые никогда не показывались на самом деле в естественных популяциях москитов. Они пропускают проверенный, более дешевый и менее спорный подход, который, по крайней мере, должен быть дан выстрелом.

Об авторе

БеседаДжеффри Пауэлл, профессор Йельского университета. Его основные интересы - основные вопросы эволюционной генетики и молекулярной эволюции, в основном использующие Drosophila как модельный организм и применение генетических технологий и концепций для комаров, чтобы помочь контролировать передаваемые им болезни.

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

{amazonWS: searchindex = Книги; ключевые слова = вирус Зика; maxresults = 3}

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

Следуйте за InnerSelf

facebook-значокTwitter-значокНовости-значок

Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}

ВНУТРЕННИЕ ГОЛОСЫ

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ