《大众科学》50强:蚊子被征用来对抗疟疾

经过基因改造而避免传播疾病的蚊子,可能会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。即使诸如喷洒杀虫剂和向居民分发经过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试图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。尽管几个研究小组设法将基因插入实验室繁殖的蚊子中,使蚊子对寄生虫的容纳性降低,但经过改造的品系繁殖或存活能力不如野生品系。

但是,去年3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,结果表明,经过基因改造的昆虫可以比野生的昆虫生存得更好。雅各布斯-洛雷纳在按蚊中插入了一个基因,该基因指导一种名为SM1的肽的产生,该肽在蚊子的肠道中表现出来,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带有感染疟疾的小鼠的笼子里,蚊子在小鼠身上吸血。随着时间的推移,蚊子繁殖了。经过九代,转基因蚊子占总人口的70%。抗病品系不仅与野生品系竞争,而且存活得更好。


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该测试并未证明抗感染基因会在野外传播,但它提高了人们对掺有这些基因的蚊子能够存活的希望。然而,仅仅一个月后,加州理工学院的生物学家布鲁斯·A·海伊提出了证据,证明经过基因改造的基因确实可以在整个昆虫种群中传播。海伊的团队使用果蝇,将一段非编码RNA(称为microRNA)与对果蝇胚胎发育至关重要的基因结合在一起;然后研究人员改变了该基因,使其不受RNA的影响。接下来,他们将果蝇释放到笼子里,笼子里有三倍数量的普通果蝇。随着世代的混合,掺入了microRNA的野生果蝇死亡,因为它破坏了它们不受保护的关键发育基因版本,而携带该基因改变版本的果蝇能够存活。经过九到十一代,笼子里的所有后代都携带了人造基因组合。
—马克·菲舍蒂

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