使用基因驱动控制野生蚊子种群和消灭疟疾

地球上最致命的动物是什么?这个问题让我想起可怕的狮子、老虎、鲨鱼和鳄鱼。但答案是一种动物,是不超过1厘米长。

一些蚊子,数以千计的填充不同的环境,是地球上最致命的动物。按蚊蚊子,仅通过咬,每年感染传播疟疾超过2亿人,负责每年400000人死亡,其中70%是五岁以下儿童。

其他蚊子传播疾病登革热,西尼罗河病毒和Zika——通过他们咬人。

我们在伦敦帝国学院遗传学家关注疾病的蚊子,它的作用作为一个向量。20多年来,我们一直专注于发展的转基因蚊子。这是因为几十年的疟疾控制教会我们,预防疟疾最有效的策略是控制蚊子本身。年的研究导致了最终的发展和成熟遗传工具被称为“基因驱动”。When correctly engineered, it can eliminate mosquito populations housed in cages in the lab.

我们每天打蚊媒疾病

只有雌性蚊子叮咬。他们喝人血收集营养来产卵。如果雌性蚊子感染病毒或寄生虫,它将通过感染在咬人。之后,如果一个未受感染的蚊子叮咬新感染人类,它会拿起微生物,它也能够传播疾病和其他个人。

疟疾等疾病,威胁到近一半的世界人口公共卫生措施用各种方法目标疟原虫本身,如疫苗和药物。其他方法,包括杀虫剂、熏蒸、蚊帐和消除蚊子的栖息地——努力减少接触,或的数量,蚊子。但我们相信,针对蚊子最有效的方式是减少全球疟疾病例。

现在在非洲,疟疾负担的最高、室内喷洒杀虫剂和insecticide-laced蚊帐下睡觉,是最快速有效的方法减少疟疾传播。这些控制措施和干预有助于减少疟疾负担大大在许多地方。自2010年以来,疟疾死亡率造成的下降了35%的5岁以下儿童中。

不过,这些方法不是可持续的,他们需要大规模实现充分发挥他们的潜力。成为明显的2014年和2016年之间,这标志着自2010年以来首次在其中疟疾病例增加了在几年前,打破了下降趋势观察。蚊子正在开发抗抗疟药物和杀虫剂,我们的选择和时间。

一种新方法

为了实现消灭疟疾,公共卫生研究人员必须升级我们的阿森纳。朝着这个目标我们Crisanti实验室在帝国理工学院,一直在计划这样做。

最近,一项技术CRISPR有开发,允许科学家编辑DNA的效率。世界各地的研究人员正在使用CRISPR修改蚊子的DNA与消除蚊媒疾病的目标,如疟疾。在我们的实验室中,我们开发了也许是最什么先进的使用的技术建议。它被称为“基因”。This type of genetic modification has the ability to spread a trait in a wild population, overriding the classic laws of heredity.

DNA传播从一个家长,通过经典的从一代一代的遗传定律,是继承了只有一半的每一代的后代。这使频率的基因改造或在蚊子的数量相同的特质。

基因驱动器是由50%以上的后代继承。这使他们的能力逐渐增加的频率特征在后代,这是一个优势的潜在使用其他的转基因蚊子。

道德改变野生蚊子种群

我们有设计了一个基因驱动目标生育基因这是雌蚊子的发展至关重要。当这些基因中断时,雌性昆虫无法咬或产生后代。

的优势基因驱动我们只能目标吗冈比亚疟蚊物种——一个携带疾病的主向量在撒哈拉以南非洲地区,而不会影响那些不。

当我们在实验室里测试了我们的技术,我们能够传播这种特质100%的蚊子种群在笼子里。生产正常男性的结果蚊子和无菌的女性是我们在六个月内把人口降低到零。

这是第一次人口使用基因驱动被抑制,虽然在实验室里。

基因驱动是一个快速和强大的基因技术。变换的能力自然种群没有恒定的人工干预,使他们理想的补充当前工具和方法用于对抗传染病,并减少他们的经济和生态的负担。

尽管压制关在笼子里的蚊子种群在实验室是一个里程碑式的成就,一个实际的领域释放基因驱动的未来至少十年。

因为他们可以传播自己,在潜在的大的地理区域,克隆技术引发了潜在的道德关注其使用。例如,谁决定当一个基因驱动释放如果完全从影响的社区的共识不实现呢?这些问题被广泛讨论由科学家、伦理学家、监管机构和那些可能会影响到基因驱动技术的使用。

然而,科学界对潜在的方法取得了很大的进步维护的技术,包括潜在的设计这将限制他们的传播。最终决定是否可以在野外释放基因驱动必须由受影响国家的同意和更具体的社区生活每天都与这些疾病。

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