Как перехитрить комара? Ученые раскрыли новый способ

Новости и общество Окружающая среда

Комар блестяще работает в двух случаях — он приносит людям страдания и быстро сводит на нет все попытки обезопаситься от его укусов.

Но исследователи из UC Riverside обнаружили слабость в самих генах, которые делают насекомых беззащитными перед инсектицидами, использующимися людьми, чтобы держать комаров в страхе.

Комар

Слабость генетического материала насекомых

«Способность адаптироваться является критическим средством выживания для большинства видов комаров, — говорит Коллинс Камдем, доктор энтомологии в UCR. — Одним из основных преимуществ насекомых является то, что они чрезвычайно полиморфны, а это означает, что они обладают большим естественным разнообразием, что является действительно огромным преимуществом для адаптации к различным условиям окружающей среды».

Камдем и его коллеги подвергли изучению хромосомы вирулентных видов Anopheles funestus, надеясь лучше понять способность насекомых к быстрой адаптации. Они выбрали этот вид из-за его крайней эффективности в распространении наиболее смертоносного вида малярии в обширном ареале Африки к югу от Сахары.

Исследователи обнаружили генетическое разнообразие, которое делает комаров адаптируемыми главным образом только в одном из пяти хромосомных плеч, присутствующих в видах. «Остальные четыре хромосомных плеча относительно стабильны и неизменны, и это означает, что они могут быть отличным материалом для генной инженерии», — сказал Камден.

Системы привода генов продемонстрировали перспективу добавления полезных или вредных генов, которые наследуются. Это означает, что изменения прослеживаются в новом потомстве. В случае с опытом над видом A. funestus целью ученых было искоренение комара посредством манипуляций с его генами.

Исключительность систем генного привода заключается в том, что изменения будут оставаться в пределах целевого вида. При этом другие виды комаров остаются неповрежденными без использования инсектицидов, к которым насекомые, по-видимому, адаптируются всего за несколько лет.

Существующая проблема

Обман

Но существует крупная проблема. Исследователи обнаружили, что новые генетические треки могут разрушаться, если мутации обеспечивает ген-мишень. Это предполагает, что новые гены необходимо вставлять в части генома с очень небольшими постоянными генетическими изменениями, то есть с низкими уровнями рекомбинации или полиморфизма.

Вот почему Камдем и его команда так взволнованы своими научными выводами. «Мы ищем недостатки в естественной среде обитания комаров, что делает их пригодными для таких конкретных методов, как генетические манипуляции», — сказал он. Можно ли быть уверенными в том, что обман насекомых реален?

Как перехитрить комаров?

Кажется, выход найден. Исследование предполагает нахождение многообещающего способа перехитрить комаров. Как уже было сказано, четыре хромосомных плеча, найденных у A. funestus, отличает относительная стабильность. У них отмечается очень низкий уровень рекомбинации и полиморфизма, что сподвигло научного сотрудника Камдема на проведение опытов в области генетики.

Исследование

Камдем является уроженцем Камеруна (Африка). Ученый обладает личным опытом борьбы с малярией, болезнью, вызванной паразитами Plasmodium, которая передается людям через укус инфицированных комаров Anopheles.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2015 году по всему миру насчитывалось 212 миллионов случаев малярии и 429 000 смертей от нее. Согласно данным ВОЗ, в общей сложности 91 страна — почти половина населения мира — рискует быть зараженной малярией, включая население Юго-Восточной Азии, Латинской Америки и Ближнего Востока. Но в Африке, особенно к югу от Сахары, отмечается 90 % случаев заражения малярией и 92 % случаев летального исхода, вызванного этим недугом.

Совместные исследования

Проект по уничтожению комаров

Проводя исследования в Камеруне, Камдем познакомился с докторантом-исследователем UCR Кэролайн Фуэ и профессором энтомологии UCR Брэдли Дж. Уайтом, который в настоящее время работает над проектом по уничтожению комаров в компании Verily Life Sciences.

Эти трое ученых проводили исследования сообща. «И хотя результаты являются многообещающими, еще многое предстоит сделать, прежде чем найденные гены смогут начать манипулировать геномами комаров», — сказал Камдем.

Следующий этап исследований предполагает более глубокий анализ генов в стабильных хромосомных плечах, который послужит созданию своего рода подробной карты генов.

«С помощью методов, которые мы применяем в настоящее время, результат будет на порядок выше, чем сейчас, - сказал Камдем. - Уровень детализации может способствовать разработке конкретных позиций разных генов, поэтому будет возможно обеспечить исключительный уровень детализации протокола генов».

Сложности процесса генетических манипуляций

Сложности

Камдем предупреждает, что генетическая манипуляция обязательно столкнется с некоторыми сложностями, прежде чем станет жизнеспособным вариантом в войне с болезнями, передающимися насекомыми. Многолетние наблюдения за геномами генов комаров привели к заключению, что насекомые быстро адаптируются к различным новым инсектицидам. Ученый надеется на потенциал использования гена, чтобы наконец перехитрить врожденную способность A. funestus адаптироваться и выживать.

  • Подписаться
  • Поделиться
  • Рассказать
  • Рекоммендовать