ジカと戦うために、蚊を遺伝的に改造しよう古風な方法

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 急速な普及によるパニックジカウイルス 人間の病気を伝え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をもたらしました。 ネッタイシマカ 蚊は世界の人々に咬まれ、3つのウイルス性疾患を広げています。 デング熱, チクングンヤ熱 そして、 Zika。 これらのウイルスに感染した後に患者を治療するための有効なワクチンまたは特定の医薬品は実証済みではありません。

モスキートコントロール 現在、それらを制限する唯一の方法です。 しかし、それは容易なことではありません。 殺虫剤のような古典的な防除法は、 好意を失って - 環境に悪影響を及ぼすことがあります。 殺虫剤抵抗性を高める 残りの蚊集団で 新しい 蚊の駆除方法が必要です - 今すぐ。

時間が熟しているので、長年にわたって抱かれていた ベクター生物学者私を含む:蚊に媒介された病気の広がりを止め、制限するために遺伝学を使用すること。 ここ数十年の間に遺伝子編集技術は劇的に進歩しましたが、これらの昆虫でもうまく機能する古い方法、真実の方法を見落としたのは私の考えです。 何世紀にもわたって他の動物や植物に使用されてきた同じ種類の選択的育種技術を用いて、ヒト病原体を伝播することができない蚊を生産するという目標を達成することができます。

テーブル上のテクニック

昆虫集団を減らすための古典的な戦略の1つは、 滅菌雄の洪水集団 - 通常、照射を用いて生成される。 メスの対象集団のメスがこれらのメスと交配すると、生存可能な子孫は生まれない。

この方法の現代的な紆余曲折は、本質的にそれらを無菌化する優性致死遺伝子を保有するトランスジェニックオスを作製することであった。 これらのオスが放牧した子孫は、幼虫期の後半に死亡し、将来の世代を排除する。 この方法は、 バイオテク企業Oxitec 現在、 ブラジルで使用される.

単に蚊を殺すのではなく、より効果的で永続的な戦略は、遺伝的にそれらを変えて病気を引き起こす微生物をもはや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して、導入遺伝子(別の種の遺伝物質)を野生の個体群に引き継ぐことができます。 この方法 蚊の中でうまくいく 潜在的には 集団に「導入」する遺伝子導入。 CRISPRは、ウイルスの伝播に対する耐性を付与する遺伝子(科学者が難治性と呼ぶ)を迅速に広めるのに役立ちます。

しかし、CRISPRは、特にヒトに適用されるように論争を呼んでいる。なぜなら、それが個体に挿入された導入遺伝子はその子孫に渡すことができるからである。 遺伝的に改変された蚊を自然界に作り出して放出するためにCRISPRを使うことは間違いないが、論争を巻き起こすだろう。 ジェームズ・クラッパー国防長官は、これまで 潜在的な大量破壊兵器CRISPRのダビング.

しかし、蚊集団を遺伝的に改変するためにトランスジェニック技術が必要なのか?長年にわたる様々な形質の人工的選択の成功例。 中央には、科学者が蚊の中で選択したいと思う「ブロック」の漫画があり、彼らはウイルスを渡すことができません。 Jeff Powell、著者提供

選択的繁殖の昔ながらの方法

人口の遺伝的改変は何世紀にもわたって成功しています。 これは、食品やその他の製品(綿や羊毛など)に人々が使用する商業的に有用な植物や動物のほとんどすべてに発生しています。 選択的育種は、種内で自然に起こる変異に基づいて集団に大きな変化をもたらすことができる。

この自然変異を利用した人工的選択は、特に農業界において、何度も効果的であることが証明されている。 数世代にわたり望ましい形質(卵生産が増加したニワトリ、より柔らかいウールを有するニワトリ)を有する親を選択することにより、常に所望の形質を有する「真の育種」株を作製することができる。 これらは祖先と非常に異なって見えるかもしれません - 祖先オオカミから派生した犬のすべての品種を考えてください。

今日まで、この種の限られた仕事だけが行われています 蚊について行った。 しかし、それは、ヒト病原体を伝達する能力が低下した蚊に対して選択することが可能であることを示している。 したがって、他の種から導入遺伝子を導入するのではなく、蚊集団に自然に存在する遺伝的変異を使用してみませんか?

人工的選択によって蚊の株を誘導することは、トランスジェニックアプローチよりもいくつかの利点を有する。

  • トランスジェニック生物(GMOs)を取り巻くあらゆる論争や潜在的なリスクは回避される。 私たちは、私たちが好んで自然に発生する蚊遺伝子の集団における蔓延を増加させることについて話しています。
  • 標的集団から直接得られた選択された蚊は、野生の角に戻ったときに、より競争力が高いだろう。 ウイルスを感染させることができない新しい難治性株は標的集団からの遺伝子のみを運ぶので、それは特に局所環境に適応するだろう。 トランスジェニック蚊を産生するための実験室操作は、 彼らの適性を下げる.
  • 地元の蚊集団から始めて、科学者は、その地域の人々を感染させるウイルス株に対する耐性を明確に選択することができます。 例えば、血清型と呼ばれるデング熱ウイルスの4つの異なる「品種」がある。 病気をコントロールするために、選択された蚊は、その時点でその場所で活動的な血清型に対して不応性である必要がある。
  • 複数のウイルスを感染させることができない蚊の系統を選択することが可能かもしれない。 同じ ネッタイシマカ デング熱、チクングニャ、ジカを伝達し、この蚊を持つ場所に住む人々は、同時に3つの病気すべての危険にさらされます。 まだ実証されていないが、慎重で、うまく設計された選択的育種は、医学的に関連するすべてのウイルスを蔓延させることができない蚊を開発できないと考える理由はない。

幸いなことに、 ああ。 アエギプティ 捕獲されているのが最も簡単な蚊で、約2.5週間の世代があります。 だから何年もの世代の生物を扱う古典的な植物や動物の育種家とは異なり、この蚊の選択の10世代は数ヶ月しかかかりません。

これは、このアプローチを使用する際に障害がないことを意味するものではありません。 多分、最も重要なのは、これらの昆虫が病気を伝染させにくくする遺伝子が、個々の昆虫を標的の自然人口よりも弱くまたは弱くする可能性があるということです。 最終的には、飼育された蚊とその子孫は野生の個体群と競合して退くことができます。 望ましい難治性遺伝子に対する選択を克服するために、耐性のある蚊、すなわち問題の病気を伝染させることができない蚊を継続的に放棄する必要があるかもしれません。

そして、蚊に媒介される病原体自体が進化します。 ウイルスは、遺伝的に改変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る。 蚊集団を遺伝的に改変する計画は、ウイルスやその他の病原体が進化する際の緊急時計画を立てる必要があります。 新種の蚊を迅速に選択してウイルスの新しいバージョンと戦うことができます。費用のかかるトランスジェニック技術は必要ありません。

今日、植物および動物の育種家は、経済的に重要な種をさらに改善するために、新しい遺伝子操作技術をますます使用している。 しかし、これは伝統的な人工的な選択が品種改良のために行われた後でしかない。 多くの蚊の生物学者は、蚊の自然集団で実際に働くことが示されたことのない最新の派手トランスジェニック方法論に直接行くことを提案している。 彼らは、少なくともショットを与えられるべきである、証明された、安く、論議の余地のないアプローチをスキップしている。

著者について

会話ジェフリーパウエル、エール大学教授。 彼の主な関心事は、ショウジョウバエをモデル生物として用い、進化的遺伝学および分子進化の基本的な問題であり、伝達する疾患の制御を助けるための蚊に対する遺伝子技術および概念の応用である。

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

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