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通过建立全男性种群消除了实验室中的疟疾蚊子

导读 在实验室实验中,产生更多雄性后代的修饰能够消除疟疾蚊子的种群。伦敦帝国学院领导的一个研究小组使用基因驱动技术,通过笼中冈比亚按蚊的...

在实验室实验中,产生更多雄性后代的修饰能够消除疟疾蚊子的种群。

伦敦帝国学院领导的一个研究小组使用“基因驱动”技术,通过笼中冈比亚按蚊的一群蚊子传播了一种遗传变异,使性别比例失真。

该小组的改造导致蚊子繁殖出更多的雄性后代,最终导致没有雌性出生,人口彻底崩溃。这代表了有史以来第一个成功的性别扭曲基因驱动,这是科学家们的目标,因为这些修饰有望在控制天然蚊子种群方面非常有效。

2018年有2.28亿疟疾病例,有405,000例死亡,需要采取新的干预措施以消除疟疾。全世界大约有3500种蚊子,其中只有40种相关的物种可以携带疟疾。该小组的修改被应用于冈比亚按蚊,这是撒哈拉以南非洲主要的疟疾传播媒介。

希望将来会释放带有性别扭曲基因驱动力的冈比亚按蚊,从而在携带疟疾的本地蚊子种群中传播男性偏见,并使其崩溃。

由于只有雌性叮咬和吃血,只有她们才能传播疟疾,因此,这种改变可能会产生双重效果,甚至在人口崩溃之前,使人口偏向更少的女性。

基于实验室的实验是对笼中的蚊子进行的,在研究小组考虑将任何经过修饰的蚊子在野外释放之前,还需要进行更多的实验。结果发表在《自然生物技术》上。

帝国理工大学生命科学系的首席科学家安德里亚·克里斯蒂安教授说:“这项研究代表了长期目标的关键里程碑,该目标旨在使人类疟疾蚊子的后代偏向,从而只产生不咬人的雄性。一个行之有效的性别歧视者,为科学家开发消除疟疾的遗传媒介控制方法开辟了一条新途径,目的是消除这种疾病。”

造成持续的男性偏见

这种修饰通过在精子产生过程中使用DNA切割酶破坏X染色体而起作用,从而导致主要是雄性后代,因为雌性需要两个X。尽管以前已经基于类似的机制创建了性别扭曲者,但新版本已与基因驱动耦合,以使其能够以非常有效的方式从很小的初始频率传播到整个种群。

由于基因驱动元件的作用,该基因的传播速度比自然预期的快,这意味着该修饰将近100%的时间被遗传,而不仅仅是正常交配所期望的50%。

将性别扭曲者与基因驱动力结合起来还可以提高系统的鲁棒性。由于它在雄性中传播,因此对任何“健身成本”都不太敏感-对雄性无害,这意味着蚊子更容易交配并传递其基因,这意味着这种修饰可以有效传播。

男性偏爱的基因显示迅速在种群中传播,而没有被抗药性所阻止,只有一小部分的初始蚊子拥有该基因(释放频率为2.5%),这表明它可能具有巨大的潜力来控制携带疟疾的蚊子。在该领域。

进入下一个阶段

此前,研究小组创建了改良的冈比亚按蚊(Anopheles gambiae)蚊子,该蚊子传播了女性不育症,并且该蚊子系列已进行了更贴合自然条件的大型笼式试验。

与雄性不育蚊子相比,新的雄性蚊子导致种群崩溃的速度更快,并且具有在早期阶段减少叮咬雌性蚊子的比例的额外好处。现在,它还将进入更大的笼子试验中,在那里争夺食物,交配动力学和其他生态因素可能会改变基因驱动的命运。

新论文的共同主要作者Alekos Simoni博士说:“新结果非常令人兴奋,很高兴看到这条蚊子进入项目的下一阶段。当我们开始时,没人知道它是否会的工作,因此我们为将一种新颖的理论构想转化为可以在实验室中发挥作用并有可能挽救数百万生命的潜力而感到自豪。”

这项工作是由比尔和梅琳达·盖茨基金会根据“目标疟疾”项目资助的。

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