作者:Craig Montell 来源:《国家科学院院刊》 发布时间:2021/8/24 19:12:35
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基因编辑“绝育”蚊子以避免疾病传播

 

蚊子是传播寨卡、登革热和黄热病等致命疾病的“元凶”。近日,一项新研究利用基因编辑技术使雄蚊不育,以减缓这些疾病的传播。

美国陆军合作生物技术研究所和加州大学圣巴巴拉分校的研究人员,使用了CRISPR-Cas9基因编辑工具,以雄蚊生育能力相关基因为目标,对埃及伊蚊进行了“绝育”实验。这项发表在美国《国家科学院院刊》上的研究阐述了基因突变是如何抑制蚊子繁殖能力的。

具体而言,科学家使用一种被称为昆虫不育技术的控制方法,繁殖了许多不育的雄蚊,然后释放这些昆虫。雌蚊与不育雄蚊交配,就会影响前者的生育能力,从而缩小下一代的体型。重复几次就有可能使蚊子种群崩溃,因为每一代都比上一代小。

之前,科学家使用化学物质或辐射使雄性埃及伊蚊绝育,但这些方法会影响蚊子的健康,以至于它们无法成功与雌性交配,进而削弱了有效性。该研究小组希望找到一种更有针对性、附带损害更小的方法,即在蚊子体内突变一种基因,这种基因会导致雄性不育,但不会影响昆虫的健康。

加州大学圣巴巴拉分校教授Craig Montell表示,随着CRISPR/Cas9技术问世和不断发展,我们研究埃及伊蚊绝育技术的时机似乎慢慢成熟。

通过对雄性埃及伊蚊进行基因编辑,研究人员发现,突变的雄蚊不会产生精子,但其他方面完全健康。研究人员将15只突变雄蚊引入15只雌蚊中,24小时后,他们用15只野生雄蚊交换了突变雄蚊。结果显示,所有雌蚊的生育能力都受到影响。Montell 说:“这证实了雄蚊可以在不产生精子的情况下抑制雌蚊的生育能力。”

接下来,研究人员计划确定时间是如何影响这种效果的。他们让雌蚊与变异雄蚊进行不同时长的接触。30分钟后,科学家注意到雌蚊生育能力几乎没有什么变化,但此后其生育能力迅速下降。研究人员指出,该实验发现雌蚊在失去生育能力之前必须与许多不育雄蚊交配。

研究结果显示,让雌蚊与变异雄蚊交配4小时,雌蚊的生育能力会降低到正常水平的20%。8小时后,这个数字开始稳定在10%左右。但研究人员表示,埃及伊蚊的繁殖能力在下降80%的情况下很容易恢复。因此,昆虫不育技术要想成功,就需要连续不断地释放不育雄蚊。

未来,研究小组计划继续调查蚊子的交配行为和繁殖能力,以发现抑制蚊子数量的新方法。(来源:中国科学报 唐一尘)

相关论文信息:https://doi.org/10.1073/pnas.2105075118

 
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