Ученые доказали работоспособность новой технологии для контроля малярийных комаров

Ученые из Имперского колледжа Лондона и Вашингтонского университета в Сиэтле сделали важный шаг в разработке мер контроля за комарами, переносящими малярию. В исследовании, опубликованном в Nature, они продемонстрировали, как генетические изменения можно внедрить в большую лабораторную популяцию комаров всего за несколько поколений, выпустив небольшое количество модифицированных особей. В будущем этот прорыв может помочь внедрить генетические изменения в дикие популяции, чтобы предотвратить передачу смертельного паразита Plasmodium человеку.

Ежегодно малярией заражаются более 300 миллионов человек, и около 800 000 умирают. В Африке ребенок умирает от малярии примерно каждые 45 секунд.

Суть эксперимента

Исследователи вывели комаров с геном зеленого флуоресцентного белка в качестве маркера. Этих насекомых смешали с небольшим количеством комаров, несущих сегмент ДНК, кодирующий фермент (гоминг-эндонуклеазу), способный необратимо инактивировать флуоресцентный ген. В экспериментах, где изначально было около 99% флуоресцирующих комаров, более половины особей потеряли маркерный ген всего за 12 поколений.

Это первое успешное доказательство принципа: технология может использоваться для распространения генетического изменения в дикой популяции комаров.

Преодоление ключевого препятствия

Ранее созданные модификации, снижающие способность комара передавать паразита, быстро исчезали в популяции, так как не давали насекомому преимущества. Новая технология решает эту проблему.

Вставленный в комара Anopheles gambiae (одного из главных переносчиков малярии) элемент ДНК не только производит фермент, инактивирующий целевой ген, но и вставляет свою копию на его место. Это происходит в сперматозоидах, поэтому при спаривании почти все потомство получает эту ДНК, что позволяет элементу распространяться в популяции.

Безопасность и перспективы

• Профессор Андреа Кризантти: «Это захватывающее технологическое развитие, которое, я надеюсь, проложит путь решениям многих глобальных проблем здравоохранения».
• Профессор Остин Берт: «Эта технология позволяет нам сосредоточиться исключительно на контроле самых опасных видов».
• Доктор Николаи Виндбихлер: «Ген передается только непосредственному потомству. Это делает меру биологического контроля уникально безопасной».

Ученые теперь работают над переходом от синтетического флуоресцентного гена-мишени к нацеливанию на гены, необходимые комару для размножения или передачи малярии. Выпуск небольшого числа модифицированных комаров может в итоге привести к резкому сокращению численности переносчиков в эндемичных регионах.

Дополнительные исследования займут 5–6 лет. Работа поддержана Фондом Национальных институтов здоровья (FNIH) в рамках инициативы Grand Challenges in Global Health.