Шта су генетски погони? Како се научници боре против мртвих комараца

Шта је најсмртоноснија животиња на земљи? То је питање које доводи до застрашујућих лавова, тигрова, ајкула и крокодила. Али одговор је животиња која није дужа од 1 центиметра.

Неколико врста комараца, од хиљада које насељавају различита окружења, су најсмртоносније животиње на земљи. Анопхелес само комарци, преносе маларију преко угриза и годишње заразе више од 200 милиона људи, и одговорни су за 400.000 смртних случајева годишње, од чега је 70% дјеце млађе од 5 година.

Друге врсте комараца такође преносе болести - денга, Западни Нил и Жика - кроз њихов угриз.

Ми смо генетичари на Империал Цоллеге у Лондону који се фокусирају на комарце и његову улогу као вектора болести. Више од 20 година, фокусирали смо се на развој генетски манипулисаних комараца. То је зато што су нас деценије контроле маларије научиле да је најефикаснија стратегија за спречавање маларије контрола над комарцима. Године истраживања довеле су до развоја ултимативног и софистицираног генетског алата који се зове "погон гена". Када се правилно конструише, може елиминисати популације комараца смештених у кавезима у лабораторији.

Види такође: Како милијуни паразитних комараца подигнути роботи могу да се боре са Зиком

Сваког дана се боримо против болести против комараца

Само женке комараца уједају људе. Они пију људску крв како би скупили храњиве састојке да би произвели своја јаја. Ако је женски комар заражен вирусом или паразитом, пренијет ће инфекцију на угрижену особу. Касније, ако незаражени комарац уједе ново зараженог човека, он ће покупити микроорганизам и он ће такође моћи да пренесе болест на друге појединце.

За болест као што је маларија, која представља претњу за скоро половину свјетске популације, иницијативе за јавно здравство користиле су различите методе за циљање самог паразита маларије, као што су вакцине и лијекови. Друге методе - укључујући пестициде, фумигацију, мреже за кревете и уклањање станишта комараца - настоје смањити или контакт с комарцима или број комараца. Али ми верујемо да је циљање комараца најефикаснији начин да се смање случајеви маларије широм света.

Сада у Африци, где је терет маларије највећи, прскање инсектицида у затвореном простору и спавање под инсектицидом прекривеним мрежама, најефикаснији су начини за брзо смањење преноса маларије. Ове контролне мјере и интервенције помогли су драматично смањити терет маларије на многим мјестима. Од 2010. године стопа смртности узрокована маларијом опала је за 35% код дјеце млађе од 5 година.

Међутим, ове методе нису одрживе и потребно их је имплементирати у великом обиму како би достигли свој пуни потенцијал. То је постало очигледно између 2014. и 2016. године, што је први пут од 2010. године, када су се случајеви маларије повећали, чиме се прекида тренд опадања уочен током претходних година. Комарци развијају отпорност на антималаријске лијекове и инсектициде, а понестаје нам опција и времена.

Нови приступ

Да би се постигло искорјењивање маларије, истраживачи јавног здравља морају унаприједити наш арсенал. Да бисмо кренули ка овом циљу, ми, лабораторија Црисанти овде на Империал Цоллегеу, радимо на плану да урадимо управо то.

Недавно је развијена технологија која се зове ЦРИСПР и која омогућава научницима да са великом ефикасношћу уређују ДНК. Истраживачи широм света користе ЦРИСПР да модификују ДНК комараца са циљем да елиминишу болести изазване комарцима, као што је маларија. У нашој лабораторији развили смо можда најнапреднију технологију коју смо икада предложили. Овај тип генетске модификације има способност да шири особину у дивљој популацији, превазилазећи класичне законе наслеђивања.

ДНК која се преноси од једног родитеља, из једне генерације у другу преко класичних закона наслеђивања, наслеђује само половина потомака сваке генерације. Ово задржава учесталост те генетске модификације или особине у популацији комараца.

Погони гена наслеђују више од 50% потомака. То им даје могућност да постепено повећавају учесталост карактеристика у наредним генерацијама, што је предност у односу на потенцијалну употребу других ГМ комараца.

Етика мијењања популација дивљих комараца

Осмислили смо генски погон који циља на гене за плодност који су неопходни за развој женског комарца. Када су ти гени поремећени, женски инсект није у стању да загризе или произведе потомство.

Предност гена је да можемо да циљамо само оне Анопхелес гамбиае врста - један од примарних вектора који носе болест у подсахарској Африци - без утицаја на оне који то не чине.

Када смо тестирали нашу технологију у лабораторији, успјели смо проширити ову особину на 100 посто популације комараца у кавезима. Посљедица производње нормалних мушких комараца и стерилних женки била је та да смо становништво спустили на нулу у року од шест мјесеци.

Ово је први пут да је популација потиснута уз помоћ гена, иако у лабораторији.

Погон гена је брза и моћна генетска технологија. Способност да се природне популације трансформишу без константне људске интервенције, чине их идеалним за допуну постојећих алата и метода које се користе у борби против заразних болести, и смањују њихов економски и еколошки терет.

Иако је сузбијање популације комараца у кавезима у лабораторији једно велико достигнуће, стварно ослобађање генетског погона у будућности је далеко у будућности.

Будући да се могу ширити самостално, и преко потенцијално великих географских подручја, технологија отвара потенцијалне етичке бриге око њихове употребе. На пример, ко одлучује када се ослобађа генски погон ако се не постигне потпуни консензус од заједница на које се то односи? О овим питањима широко се расправљају научници, етичари, регулатори и они на које може утјецати технологија гена.

Ипак, научна заједница је направила велики напредак у погледу потенцијалних метода за заштиту технологије, укључујући потенцијал за дизајне који би ограничили њихово ширење. Коначна одлука о томе да ли се генски погон може ослободити у дивљини мора се донијети уз пристанак погођених земаља, а посебно заједница које свакодневно живе с тим болестима.

Овај чланак је првобитно објављен на разговору Андреа Црисанти и Кирос Кироу. Прочитајте оригинални чланак овде.