Navorsers werk massa-grootmaak tegnieke vir Aedes muskiete - hul generasie tyd is slegs 2.5 weke. IAEA Image Bank, CC BY-NC-ND

Die nabygeleë paniek veroorsaak deur die vinnige verspreiding van die Zika virus het nuwe dringendheid gebring aan die vraag hoe om die beste muskiete te beheer wat menslike siektes oordra. Aedes aegypti muskiete byt mense oor die hele wêreld, versprei drie virussiektes: dengue, Chikungunya en Zika. Daar is geen bewese effektiewe entstowwe of spesifieke medisyne om pasiënte te behandel nadat hierdie virusse gekontrakteer is nie.

Mosquito beheer is die enigste manier om dit tans te beperk. Maar dit is nie 'n maklike taak nie. Klassieke beheermaatreëls soos insekdoders is val uit guns - hulle kan nadelige omgewingseffekte hê asook verhoog weerstand teen insekdoders in oorblywende muskietbevolkings. nuwe muskietbeheermetodes is nodig - nou.

Die tyd is dus ryp om 'n lang droom van te verken vektorbioloë, insluitende my: om genetika te gebruik om die verspreiding van muskietgedraagde siektes te stop of te beperk. Terwyl geneverwerkingstegnologieë die laaste paar dekades dramaties gevorder het, is dit my oortuiging dat ons ouer, beproefde en metodes wat net so goed op hierdie insekte kan werk, oor die hoof gesien het. Ons kan die doel bereik om muskiete te produseer wat nie in staat is om menslike patogene te oordra deur dieselfde soorte selektiewe teeltegnieke te gebruik wat mense al eeue lank op ander diere en plante gebruik het nie.

Tegnieke op die tafel

Een klassieke strategie vir die vermindering van insekbevolkings is tot vloedbevolkings met steriele mans - gewoonlik geproduseer met bestraling. Wanneer vroue in die teikenbevolkingsmaat met hierdie mannetjies produseer, lewer hulle geen lewensvatbare nageslag nie - hopelik word die populasiegetalle gekraak.

Die moderne twis op hierdie metode is om transgeniese mans te genereer wat 'n dominante dodelike gene dra wat hulle wesenlik steriel maak; nageslag wat deur hierdie mans dood is, laat in die larvalfase sterf, wat toekomstige geslagte uitskakel. Hierdie metode is afgekondig deur die biotech maatskappy Oxitec en is tans gebruik in Brasilië.

Eerder as om muskiete dood te maak, sal 'n meer effektiewe en blywende strategie wees om hulle geneties te verander sodat hulle nie meer 'n siekte-veroorsakende mikrobe kan oordra nie.

Die kragtige nuwe CRISPR-genverwerkingstegniek kan gebruik word om transgene (genetiese materiaal van 'n ander spesie) te maak, wat 'n wilde populasie oorneem. Hierdie metode werk goed in muskiete en is moontlik 'n manier om "Ry" transgene in populasies. CRISPR kan help om vinnig 'n geen te versprei wat weerstand bied teen die oordrag van 'n virus - wat wetenskaplikes refraktoriteit noem.

Maar CRISPR is omstrede, veral soos dit op mense toegepas word, omdat die transgene wat dit in 'n individu insit, na sy nageslag oorgedra kan word. Geen twyfel met die gebruik van CRISPR om geneties gemodifiseerde muskiete in die natuur te skep en vry te laat nie, sou die omstredenheid opwek. Die Amerikaanse direkteur van die nasionale intelligensie, James Clapper, het so ver gegaan dub CRISPR 'n potensiële massavernietigingswapen.

Maar is transgeniese tegnologie nodig om muskietbevolkings geneties te verander? 

Selektiewe teling van die outydse manier

Genetiese verandering van populasies is al eeue lank met groot sukses aangewend. Dit het plaasgevind vir bykans alle kommersieel nuttige plante en diere wat mense vir kos of ander produkte gebruik, insluitende katoen en wol. Selektiewe teling kan groot veranderinge in populasies voortbring, gebaseer op natuurlik voorkomende variasie binne die spesie.

Kunsmatige seleksie wat hierdie natuurlike variasie gebruik, het oor en oor effektief bewys, veral in die landbou wêreld. Deur die keuse van ouers met gewenste eienskappe (hoenders met verhoogde eierproduksie, skape met sagter wol) vir 'n aantal agtereenvolgende geslagte, kan 'n ware broeiplek geproduseer word wat altyd die gewenste eienskappe sal hê. Dit mag baie anders lyk as die voorouer - dink aan al die rasse honde wat van 'n voorouerswolf afkomstig is.

Tot op datum is slegs beperkte werk van hierdie soort gedoen op muskiete. Maar dit wys wel dat dit moontlik is om te kies vir muskiete met 'n verminderde vermoë om menslike patogene te oordra. Dus, eerder as om transgenes van ander spesies bekend te stel, gebruik die genetiese variasie wat natuurlik teenwoordig is in muskietbevolkings nie?

Afleidings van muskiete deur kunsmatige seleksie het verskeie voordele bo transgeniese benaderings.

• Al die kontroversie en potensiële risiko's rondom transgeniese organismes (GMO's) word vermy. Ons praat net oor die verhoging van die voorkoms in die populasie van die natuurlik voorkomende muskietgenet wat ons wil.
• Geselekteerde muskiete wat direk van die teikenpopulasie afkomstig is, sal waarskynlik meer mededingend wees wanneer hulle teruggegee word na hul hoek van die wild. Omdat die nuwe vuurvaste stam wat nie die virus kan oordra nie, slegs gene uit die teikenpopulasie dra, sal dit spesifiek aangepas word vir die plaaslike omgewing. Laboratorium manipulasies om transgeniese muskiete te produseer, is bekend verlaag hul fiksheid.
• Deur te begin met die plaaslike muskietbevolking, kan wetenskaplikes spesifiek kies vir refraktoriteit vir die virusstam wat mense op die oomblik in daardie omgewing besmet. Byvoorbeeld, daar is vier verskillende "variëteite" van die dengue-virus genaamd serotipes. Om die siekte te beheer, sal die geselekteerde muskiete vuurvry wees teen die serotipe wat op daardie stadium aktief was.
• Dit kan moontlik wees om te kies vir soorte muskiete wat nie verskeie virusse kan oordra nie. Want dieselfde Aedes aegypti muskiet spesies stuur dengue, chikungunya en Zika, mense wat op plekke woon wat hierdie muskiet het, is gelyktydig in gevaar vir al drie siektes. Hoewel dit nog nie bewys is nie, is daar geen rede om te dink dat versigtig, goed ontwerpte selektiewe teling nie muskiete kan ontwikkel wat nie alle medies relevante virusse kan versprei nie.

Gelukkig Ae. aegypti is die maklikste muskiet om in gevangenskap te sit en het 'n generasie tyd van ongeveer 2.5 weke. So in teenstelling met klassieke plant- en dieretelers wat jare lank met organismes handel, sal 10-generasies van die keuse van hierdie muskiet maande neem.

Dit beteken nie dat daar nie struikelblokke kan wees om hierdie benadering te gebruik nie. Miskien is die belangrikste is dat die gene wat dit moeilik maak om hierdie insekte siektes te oordra, kan ook individuele insekte swakker of minder gesond maak as die teiken natuurlike bevolking. Uiteindelik kan die laboratoriumgebruike muskiete en hul nageslag buite kompeteer word en van die wilde bevolking verdwyn. Ons moet dalk vuurvaste muskiete voortdurend vrylê - dit wil sê diegene wat nie goed is om die betrokke siekte oor te dra nie - om keuring te bowe te kom teen die wenslike vuurvaste gene.

En muskietgedraagde patogene ontwikkel hulself. Virusse kan mutateer om enige geneties gemanipuleerde muskietblok te ontduik. Enige plan om muskietbevolkings geneties te verander, moet gebeurlikheidsplanne in plek hê wanneer virusse of ander patogene ontwikkel. Nuwe soorte muskiete kan vinnig gekies word om die nuwe weergawe van die virus te bestry - geen duur transgeniese tegnieke nodig nie.

Vandag gebruik plant- en dieretelers toenemend nuwe gen manipulasie tegnieke om ekonomies belangrike spesies verder te verbeter. Maar dit is eers nadat tradisionele kunsmatige seleksie so ver as moontlik geneem is om rasse te verbeter. Baie muskietbioloë stel voor om direk na die nuutste fyn transgeniese metodologieë te gaan wat nog nooit getoon is om werklik in natuurlike populasies van muskiete te werk nie. Hulle slaan oor 'n bewese, goedkoper en minder omstrede benadering wat ten minste 'n skoot moet kry.

Oor Die Skrywer

Jeffrey Powell, Professor, Yale Universiteit. Sy belangrikste belange is basiese kwessies van evolusionêre genetika en molekulêre evolusie wat hoofsaaklik Drosophila gebruik as 'n modelorganisme en die toepassing van genetiese tegnologieë en konsepte op muskiete om te help met die beheer van siektes wat hulle oordra.

Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek. Lees die oorspronklike artikel.

verwante Boeke

at InnerSelf Market en Amazon