研究者は、Aedes蚊の大量飼育技術を研究しています。その世代時間はわずか2.5です。 IAEAイメージバンク、CC BY-NC-ND研究者は、Aedes蚊の大量飼育技術を研究しています。その世代時間はわずか2.5です。 IAEAイメージバンク、CC BY-NC-ND

近くの 急速な蔓延によるパニック ジカウイルス 人類の病気を媒介する蚊をどのように制御するのが最善かという問題に、新たな緊急性がもたらされています。 ネッタイシマカ 蚊は世界中で人々を刺し、次の XNUMX つのウイルス性疾患を広めます。 デング熱, チクングンヤ熱 & Zika。 これらのウイルスに感染した患者を治療するための有効なワクチンや特定の薬は証明されていません。

モスキートコントロール 現時点では、それらを制限する唯一の方法です。 しかし、それは簡単なことではありません。 殺虫剤などの古典的な防除方法は次のとおりです。 好意を失って – 環境に悪影響を及ぼす可能性があるだけでなく、 殺虫剤耐性を高める 残りの蚊の個体群で。 新しい 蚊の駆除方法が必要です - 今。

したがって、長年の夢を探求する機は熟しています。 ベクトル生物学者私も含めて、遺伝学を利用して蚊が媒介する病気の蔓延を阻止または制限することです。 遺伝子編集技術はここ数十年で劇的に進歩しましたが、これらの昆虫にも同様に効果を発揮する可能性がある、古くから実証済みの真の方法が私たちに見落とされてきたのではないかと私は考えています。 人間が他の動物や植物に対して何世紀にもわたって使用してきたのと同じ種類の選択的育種技術を使用して、人間の病原体を伝染させることができない蚊を生産するという目標を達成できます。

卓上のテクニック

昆虫の個体数を減らすための古典的な戦略の XNUMX つは、 不妊の雄を人口に氾濫させる – 通常は放射線照射を使用して生成されます。 対象個体群のメスがこれらのオスと交尾しても、生存可能な子孫は生まれず、うまくいけば個体数が激減する。


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この方法に現代的な工夫を加えたものは、本質的に不妊にする優性致死遺伝子を持つトランスジェニック雄を作製することである。 これらの雄によって生まれた子孫は幼虫期の後期に死亡し、将来の世代が消滅します。 この方法は、 バイオテクノロジー企業 Oxitec 現在、 ブラジルで使われている.

単に蚊を殺すよりも、より効果的で永続的な戦略は、蚊を遺伝子組み換えして、病気の原因となる微生物を伝染させないようにすることです。

強力な新しい CRISPR 遺伝子編集技術を使用すると、導入遺伝子 (別の種からの遺伝物質) を野生集団に引き継がせることができます。 この方法 蚊によく効く 潜在的に次のような方法です 導入遺伝子を集団に「駆動」する。 CRISPRは、ウイルスの感染に対する耐性(科学者が「難治性」と呼ぶもの)を与える遺伝子を迅速に広めるのに役立つ可能性がある。

しかし、CRISPRは、個体に挿入される導入遺伝子がその子孫に受け継がれる可能性があるため、特に人間に適用される場合には物議を醸している。 CRISPR を使用して遺伝子組み換え蚊を作成し、自然界に放出すれば、論争を巻き起こすことは間違いありません。 米国家情報長官のジェームズ・クラッパーは、次のようなことまで行っている。 CRISPRを潜在的な大量破壊兵器と呼ぶ.

しかし、蚊の集団を遺伝子組み換えするにはトランスジェニック技術が必要なのでしょうか?長年にわたってさまざまな形質の人為選択に成功した例。 中央には、科学者がウイルスを伝染させないように蚊の体内で選択したいと考えている「ブロック」の漫画があります。 ジェフ・パウエル、著者提供 

昔ながらの方法で選抜育種

集団の遺伝子組み換えは何世紀にもわたって行われ、大きな成功を収めてきました。 これは、人間が食品や綿や羊毛などの他の製品に使用する商業的に有用なほとんどすべての植物や動物で発生しています。 選択的育種は、種内で自然に発生する変動に基づいて個体群に大きな変化をもたらす可能性があります。

この自然の変異を利用した人為的選抜は、特に農業の世界において効果的であることが何度も証明されています。 望ましい形質(産卵量が増加した鶏、より柔らかい羊毛をもつ羊)を持つ親を数世代連続で選択することにより、常に望ましい形質を持つ「真の繁殖」系統を生み出すことができます。 これらは祖先とはかなり異なって見えるかもしれません - 祖先のオオカミから派生したすべての犬の品種を考えてください。

これまでのところ、この種の限られた研究のみが行われています 蚊に対して行われた。 しかし、ヒトの病原体を伝播する能力が低下した蚊を選択することは可能であることを示している。 では、他の種から導入遺伝子を導入するのではなく、蚊の個体群に自然に存在する遺伝的変異を利用してはどうでしょうか?

人為的選択による蚊の系統の導出には、トランスジェニックアプローチに比べていくつかの利点があります。

  • 遺伝子組み換え生物 (GMO) を巡るすべての論争と潜在的なリスクは回避されます。 私たちが話しているのは、私たちが好む天然に存在する蚊の遺伝子の集団内での蔓延を増やすことだけです。
  • 対象集団から直接派生した選択された蚊は、野生の隅に放されたときにより競争力が高まる可能性があります。 ウイルスを伝染させることができないこの新しい難治性株は、標的集団の遺伝子のみを保有しているため、局所環境に特異的に適応すると考えられます。 トランスジェニック蚊を作り出すための実験室操作は、 体力を低下させる.
  • 科学者は、地元の蚊の集団から始めることで、その地域で現在人々に感染しているウイルス株に対する耐性を特に選択することができます。 たとえば、デング熱ウイルスには血清型と呼ばれる XNUMX つの異なる「品種」があります。 この病気を制御するには、選択された蚊が、その時点でその場所で活動している血清型に対して抵抗性である必要があります。
  • 複数のウイルスを伝播できない蚊の株を選択できる可能性があります。 同じだから ネッタイシマカ 蚊の種はデング熱、チクングニア熱、ジカ熱を媒介しており、この蚊がいる場所に住んでいる人々は XNUMX つの病気すべてのリスクに同時にさらされています。 まだ実証されていませんが、慎重でよく設計された選抜育種によって、医学的に関連のあるすべてのウイルスを拡散できない蚊が発生するはずがないと考える理由はありません。

幸いなことに、 ああ。 アエギプティ 飼育下で飼育するのが最も簡単な蚊で、一世代にかかる期間は約 2.5 週間です。 そのため、何年にもわたって何世代にもわたる生物を扱う古典的な動植物の育種家とは異なり、この蚊の 10 世代の選択にはわずか数か月しかかかりません。

これは、このアプローチの使用に障害がない可能性があることを意味するものではありません。 おそらく最も重要なことは、これらの昆虫が病気を伝染しにくくする遺伝子によって、個々の昆虫が対象となる自然個体群よりも弱くなったり健康状態が悪くなったりする可能性があるということです。 最終的には、実験室で飼育された蚊とその子孫が競争に負けて野生の個体群から消える可能性があります。 望ましい難治性遺伝子に対する選択を克服するには、難治性の蚊、つまり問題の病気を伝染させるのが苦手な蚊を継続的に放出する必要があるかもしれません。

そして、蚊が媒介する病原体自体も進化します。 ウイルスは、遺伝子組み換えされた蚊のブロックを回避するために突然変異する可能性があります。 蚊の個体数を遺伝子組み換えする計画には、ウイルスや他の病原体が進化した場合に備えた緊急時対応計画が必要です。 新しいバージョンのウイルスに対抗する新しい種類の蚊を迅速に選択できます。費用のかかる遺伝子組み換え技術は必要ありません。

今日、動植物の育種家は、経済的に重要な種をさらに改良するために、新しい遺伝子操作技術をますます使用しています。 しかし、これは品種改良のために伝統的な人為的選抜が可能な限り行われた後の話である。 多くの蚊生物学者は、自然の蚊の個体群で実際に機能することが示されていない最新の派手なトランスジェニック方法論を直接利用することを提案しています。 彼らは、少なくとも試してみる必要がある、実証済みで安価で議論の余地のないアプローチを無視しています。

著者について

会話ジェフリー・パウエル、イェール大学教授。 彼の主な関心は、主にモデル生物としてショウジョウバエを使用した進化遺伝学と分子進化の基本的な問題と、蚊が伝染する病気の制御を助けるための遺伝技術と概念の蚊への応用です。

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

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