Генетически модифицированные комары могут помочь в борьбе с малярией
Впервые малярийных комаров модифицировали так, чтобы они были бесплодными и быстро передавали этот признак потомству, что открывает возможность снижения распространения болезни.
Вид комара Anopheles gambiae — основной переносчик опасных паразитов малярии в странах Африки к югу от Сахары, где происходит 90% ежегодных смертей от малярии. Малярией ежегодно заражаются более 200 миллионов человек, и она уносит более 430 000 жизней.
Исследователи из Имперского колледжа Лондона генетически модифицировали Anopheles gambiae, внедрив ген, нарушающий производство яиц у самок. Они использовали технологию «генного драйва», чтобы ген передавался потомству с ускоренной скоростью, распространяясь в популяции со временем.
В течение нескольких лет это распространение может резко сократить или уничтожить локальные популяции малярийных комаров. Результаты представляют важный шаг вперёд в разработке новых методов контроля переносчиков.
В норме каждый вариант гена имеет 50%-ный шанс быть переданным от родителей потомству. В экспериментах команды ген бесплодия передавался более чем 90% потомства как самцов, так и самок комаров.
Техника использует рецессивные гены, поэтому многие комары унаследуют только одну копию гена. Для бесплодия нужны две копии, а значит, комары с одной копией являются носителями и могут распространять ген в популяции.
Это первая демонстрация данной техники на Anopheles gambiae. Команда нацелилась на три разных гена фертильности, чтобы проверить их пригодность для воздействия на популяцию через генный драйв, продемонстрировав силу и гибкость метода. Результаты опубликованы в журнале Nature Biotechnology.
«Если технология окажется успешной, она может существенно снизить передачу малярии», — сказал соавтор профессор Андреа Крисанти.
«Пройдёт как минимум ещё 10 лет, прежде чем комары с генным драйвом смогут стать рабочим инструментом вмешательства», — добавил профессор Остин Бёрт.
Многие текущие меры борьбы с малярией (инсектициды, противомоскитные сетки) сталкиваются с проблемами стоимости, распределения и растущей устойчивости. Мера контроля, основанная на генетическом распространении в целевой популяции комаров, могла бы дополнить эти вмешательства.
«Подавление Anopheles gambiae в определённых областях не должно значительно влиять на местную экосистему», — отметил ведущий автор доктор Тони Нолан.
Для тестирования генного драйва команда использовала CRISPR/Cas9 эндонуклеазу — инструмент для разрезания ДНК, нацеленный на конкретные части генетического кода. Когда хромосомы с модифицированными генами контактируют с обычными хромосомами, производится фермент, который разрезает последние. Разорванная хромосома использует хромосому с нужным вариантом как шаблон для починки, копируя изменённый ген.
Команда планирует улучшить экспрессию элементов генного драйва и найти больше генов-мишеней, чтобы снизить вероятность развития устойчивости у комаров. Изучение генов-мишеней также помогает больше узнать о биологии комаров.