蚊子助阵,击退疟疾

经过基因改造从而避免传播疾病的蚊子,可能在竞争中胜过传播疾病的蚊子

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疟疾每年仍然导致超过一百万人死亡。尽管诸如喷洒杀虫剂和向居民分发经处理的蚊帐等低技术措施可以降低感染率,但大多数受害者居住的贫困国家却负担不起这些措施。

作为一种替代策略,研究人员多年来一直尝试对蚊子进行基因改造,使其不会传播疾病。疟疾是由原生动物寄生虫引起的,这些寄生虫在人类肝脏和红细胞内繁殖,并通过雌性按蚊在人与人之间传播。尽管一些研究团队成功地将基因插入到实验室培育的蚊子中,使这些蚊子对寄生虫的容纳性降低,但经过改造的蚊株的繁殖或存活能力不如野生蚊株。

但去年三月,约翰·霍普金斯大学的微生物学家马塞洛·雅各布斯-洛雷纳宣布,研究结果表明,经过基因改造的昆虫可能比野生昆虫更能生存。雅各布斯-洛雷纳在按蚊中插入了一个基因,该基因指导产生一种名为SM1的肽,这种肽在蚊子的肠道中显现,并阻止啮齿动物体内的疟疾寄生虫繁殖。约翰·霍普金斯大学的团队将转基因蚊子和天然蚊子放在装有感染疟疾的小鼠的笼子里,蚊子在这些小鼠身上吸血。随着时间的推移,蚊子繁殖了。九代之后,转基因蚊子占总人口的70%。抗病蚊株不仅与野生蚊株竞争,而且生存得更好。


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这项测试并未证明抗感染基因会在野外传播,但它增加了人们对携带这些基因的蚊子能够生存的希望。然而,几乎一个月后,加州理工学院的生物学家布鲁斯·A·海提出了证据,证明基因工程改造的基因确实可以在昆虫种群中传播。海的研究团队以果蝇为研究对象,将一段非编码RNA(称为microRNA)与一个对果蝇胚胎发育至关重要的基因结合起来;然后研究人员改变了该基因,使其不受RNA的影响。接下来,他们将这些果蝇释放到笼子里,笼子里有三倍数量的正常果蝇。随着世代的混合,携带microRNA的野生果蝇死亡,因为microRNA破坏了它们未受保护的发育关键基因版本,而携带该基因的改变版本的果蝇则能够存活。经过9到11代,笼子里的所有后代都携带了人造基因组合。

马克·费舍蒂在《大众科学》担任高级编辑已有17年,报道可持续发展问题,包括气候、天气、环境、能源、食物、水、生物多样性、人口等等。他负责委派和编辑记者和科学家撰写的专题文章、评论和新闻,也以这些形式进行写作。他编辑“历史”栏目,该杂志的部门回顾整个时期的科学进步。他是两本衍生杂志的创始执行编辑:《大众科学·思想》和《大众科学·地球3.0》。他于2001年为该杂志撰写的自由撰稿文章“淹没新奥尔良”预测了卡特里娜飓风等风暴将给该市带来的广泛灾难。他的视频你死后身体会发生什么?在YouTube上的观看次数超过1200万次。费舍蒂曾为《纽约时报》、《体育画报》、《史密森尼》、《技术评论》、《快公司》和许多其他刊物撰写自由撰稿文章。他与万维网的发明者蒂姆·伯纳斯-李合著了《编织网络》一书,讲述了万维网是如何创建的真实故事。他还与微生物学家埃莉诺·列维合著了《新杀手疾病》。费舍蒂曾任《IEEE频谱杂志》和《家庭商业杂志》的执行编辑。他拥有物理学学位,并曾两次担任路易斯安那州百年学院的阿塔韦公民文化研究员,该学院授予他荣誉博士学位。2021年,他获得了美国地球物理联合会的罗伯特·C·考恩科学新闻持续成就奖,该奖项旨在表彰他在地球和空间科学领域的杰出报道生涯。他曾出现在NBC的“与新闻界见面”、CNN、历史频道、NPR新闻和许多新闻广播电台。在X(前身为Twitter)上关注费舍蒂@markfischetti

更多作者:马克·费舍蒂
大众科学杂志 第298卷 第1期本文最初以“蚊子助阵,击退疟疾”为标题发表于《大众科学》杂志 第298卷 第1期 (), 第47页
doi:10.1038/scientificamerican0108-47
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