Технология редактирования генов заставляет комаров вырабатывать антитела против малярийного паразитаТехнология редактирования генов заставляет комаров вырабатывать антитела против малярийного паразита
Комары были подвергнуты генной модификации, в результате которой они стали невосприимчивы к паразитам, вызывающим малярию.
При выпуске в дикую природу генетическая модификация должна распространиться в популяции комаров, поскольку она содержит последовательность, известную как генный драйв, что означает, что все потомство модифицированных насекомых унаследует иммунитет. Такой подход может сократить число случаев заболевания малярией среди людей.
Малярия является одной из основных причин смертности в мире, особенно сильно она поражает маленьких детей в странах Африки к югу от Сахары. Недавно были разработаны две вакцины, но они дают лишь частичный иммунитет. В настоящее время изучаются и другие высокотехнологичные стратегии борьбы с комарами, в том числе генные драйвы, уничтожающие всех комаров в определенном районе. Но это может иметь непредсказуемые последствия для экосистем, считает Энтони Джеймс из Калифорнийского университета.
Разработанный его группой подход позволяет комарам жить, но заставляет их вырабатывать антитела, убивающие основного паразита, вызывающего малярию, Plasmodium falciparum. Вставленная ДНК содержит гены двух фрагментов антител, каждый из которых направлен против паразита на разных стадиях его жизненного цикла в организме комара. Это снижает вероятность того, что паразит выработает устойчивость, поясняет Джеймс. ДНК также несет последовательность, которая обеспечивает его распространение в популяции. Вставка осуществляется в ген, отвечающий за цвет глаз, что означает, что все модифицированные комары будут иметь красные глаза, что помогает контролировать успешность стратегии.
ДНК кодирует фермент Cas9, который также используется в методах редактирования генов на основе CRISPR, а также "направляющую" последовательность ДНК, благодаря которой фермент нацелен только на ген пигмента глаз. Потомство модифицированного и нормального комара изначально будет иметь один модифицированный ген пигмента глаз и один нормальный. Но фермент Cas9 делает разрыв в нормальном гене, затем обычные ферменты репарации ДНК используют сконструированную ДНК в качестве шаблона и копируют эту последовательность в нормальный ген - в результате потомство имеет два модифицированных гена.
При тестировании в лабораторных условиях система оказалась неэффективной у одного вида комаров - Anopheles gambiae, поскольку самцы стали менее успешными в спаривании. Однако у другого вида комаров, Anopheles coluzzii, этот недостаток не наблюдался. У этого вида комаров ген быстро распространялся в популяциях в небольших вольерах, в результате чего в них оказывалось меньше паразитов, чем в неизмененных насекомых. Исходя из этого, специалисты рассчитали, что если выпустить модифицированных комаров на каком-либо острове в оптимальных условиях, то в течение 3 месяцев количество случаев заболевания малярией среди людей может сократиться более чем на 90%. В настоящее время исследователи ведут переговоры о проверке этого подхода на острове Сан-Томе, расположенном у западного побережья Африки, где комары A. coluzzii являются одной из основных причин малярии.
Люк Алфей из Университета Йорка (Великобритания) объясняет, что "они объединили в одном пакете очень хороший эффектор против патогена и очень хороший генный драйв". Алфей является одним из основателей фирмы Oxitec, которая использует другую методику, выпуская комаров, зараженных бактериями Wolbachia, которые не могут распространять вирус денге. Тем не менее, Сэди Райан из Университета Флориды полагает, что методы борьбы с малярией, не предусматривающие уничтожения насекомых, могут быть лучше с экологической точки зрения, поскольку комары все еще могут играть определенную роль в экосистеме.
