利用进步 CRISPR基于基因工程,加州大学圣地亚哥分校的研究人员创建了一个新系统,该系统可以抑制蚊子的数量,这些蚊子每年都会感染数百万人患有使人衰弱的疾病。
新的精确引导的昆虫不育技术或 pgSIT,改变了 基因 与男性生育能力——创造不育后代——以及女性在 A埃及伊蚊,负责传播广泛疾病的蚊种,包括登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒。
“pgSIT 是一种新的可扩展基因控制系统,它使用基于 CRISPR 的方法来设计可以抑制种群的可部署蚊子,”加州大学圣地亚哥分校生物科学教授 Omar Akbari 说。 “雄性不会传播疾病,所以当你释放越来越多的不育雄性时,你可以在不依赖有害化学物质和杀虫剂的情况下抑制种群数量。”
新 pgSIT 的详细信息 于 10 年 2021 月 XNUMX 日在期刊中描述 自然传播。
pgSIT 不同于“基因驱动”可以通过将所需的基因改变无限地代代相传来抑制疾病载体的系统。 相反,pgSIT 使用 CRISPR 对雄性蚊子进行消毒,并使传播疾病的雌性蚊子无法飞行。 该系统具有自限性,预计不会在环境中持续存在或扩散,这两个重要的安全特征应该能够让人们接受这项技术。
Akbari 说,可以通过在发生蚊媒疾病传播的目标地点部署不育雄性和不会飞的雌性的卵来实施设想的 pgSIT 系统。
“在数学模型的支持下,我们凭经验证明释放的 pgSIT 雄性可以竞争、抑制甚至消灭蚊子种群,”研究人员在报告中指出。 自然通讯 纸。 “该平台技术可用于现场,并适用于许多载体,用于控制野生种群,以安全、可控和可逆的方式减少疾病。”
尽管分子遗传工程工具是新的,但至少从 1930 年代起,农民就一直在对雄性昆虫进行绝育以保护他们的作物。 1950 年代的美国种植者开始使用辐射对害虫物种进行消毒,例如众所周知的破坏牲畜的新世界螺旋蝇。 类似的基于辐射的方法今天仍在继续,同时使用杀虫剂。 pgSIT 被设计为一种更加精确和可扩展的技术,因为它使用 CRISPR(而不是辐射或化学物质)来改变关键的蚊子基因。 该系统基于一个 Akbari 及其同事于 2019 年由加州大学圣地亚哥分校宣布的方法 在果蝇中 果蝇.
正如预想的那样,Akbari 说 pgSIT 鸡蛋可以运送到受蚊媒疾病威胁的地方,或者在可以生产用于附近部署的鸡蛋的现场设施中开发。 一旦 pgSIT 卵在野外释放,通常以每人 100-200 个 pgSIT 卵的峰值速度释放 埃及伊蚊 成年、不育的 pgSIT 雄性将出现并最终与雌性交配,根据需要减少野生种群。
超越 埃及伊蚊,研究人员认为 pgSIT 技术可以针对其他传播疾病的物种。
“……这项研究表明 pgSIT 可能是一种有效的蚊子数量控制技术,也是第一个适合现实世界释放的技术,”研究人员说。 “展望未来,pgSIT 可能会提供一种高效、安全、可扩展且环保的下一代替代技术,用于控制野生蚊子种群,从而大规模预防人类疾病传播。”
论文合著者完整名单:李明、Ting Yang、Michelle Bui、Stephanie Gamez、 泰勒·怀斯, 尼古拉·坎杜尔 刘君茹,Lenissa Alcantara,李海娜,Jyotheeswara Edula,罗宾·拉班, 詹银鹏,王一进, 缺口 德博比恩、陈洁妍、 赫克托·桑切斯 C.,J贝内特, 伊戈尔·安托舍金,克雷格·蒙特尔, 约翰马歇尔 和奥马尔·阿克巴里。
该研究的资金由 DARPA 安全基因计划拨款 (HR0011-17-2-0047) 提供; 美国国立卫生研究院(R01AI151004 和 R56-AI153334); 美国陆军研究办公室(协作生物技术研究所的合作协议 W911NF-19-2-0026); 和创新 基因组学 研究所。
注:Akbari 是拥有股权的联合创始人,也是 Agragene Inc. 的前顾问、科学顾问委员会成员和收入接受者。
这个故事最初是由 加州大学圣地亚哥分校新闻.
媒体联系人:Andy Murdock, andymurdock@berkeley.edu