地球上で最も致命的な動物は何ですか？ それは恐ろしいライオン、トラ、サメ、ワニを思い起こさせる質問です。 しかし、答えは1センチメートル以下の動物です。
さまざまな環境に生息する何千もの蚊のうちのいくつかは、地球上で最も致命的な動物です。 ハマダラカ 蚊だけで、一口を通してマラリアを伝染させ、毎年感染する 200万人以上、そして責任を負う 年間400,000死亡そのうちの70パーセントは5歳未満の子供です。
他の蚊の種も、咬傷によってデング熱、西ナイル、ジカなどの病気を媒介します。
私たちはロンドンのImperial Collegeの遺伝学者であり、蚊と病気の媒介としてのその役割に焦点を当てています。 20年以上にわたり、遺伝子操作された蚊の開発に注力してきました。 何十年にもわたるマラリア対策が、マラリアを防ぐための最も効果的な戦略は蚊自体を管理することだと教えてくれたからです。 長年の研究により、「遺伝子ドライブ」と呼ばれる究極の洗練された遺伝子ツールが開発されました。正しく設計された場合、ラボのケージに収容された蚊の集団を排除できます。
毎日蚊が媒介する病気と闘っています
女性の蚊だけが人間を噛みます。 彼らは人間の血を飲み、卵を作るための栄養素を集めます。 女性の蚊がウイルスや寄生虫に感染している場合 それは感染を通過します かまれた人に。 後に、感染していない蚊が新たに感染した人間を咬むと、それは微生物を拾い、他の人に病気を広げることもできるでしょう。
世界人口のほぼ半数にとって脅威であるマラリアのような病気に対して、公衆衛生イニシアチブは、ワクチンや薬のようなマラリア原虫自体を標的とするためにさまざまな方法を使用しています。 他の方法-殺虫剤、fu蒸、蚊帳、蚊の生息地の除去など-蚊との接触または蚊の数を減らすよう努めています。 しかし、我々は信じています 蚊をターゲットに 世界中でマラリアの症例を減らす最も効果的な方法です。
今アフリカでは、 マラリアの負担が最も高い場所、殺虫剤を屋内に散布し、殺虫剤を敷き詰めた蚊帳の下で眠ることは、マラリア感染を急速に減らす最も効果的な方法です。 これらの対策と介入は、多くの場所でマラリアの負担を劇的に減らすのに役立ちました。 2010以来 マラリアによる死亡率 35の年齢の下の子供の間で5パーセント落ちました。
しかしながら、これらの方法は持続可能ではなく、それらの可能性を最大限に引き出すためには大規模に実施する必要があります。 これは2014と2016の間で明らかになりました。 マラリアの症例が増えているこれまでの数年間に見られた減少傾向を打破する。 蚊が発生している 抗マラリア薬や殺虫剤に対する耐性そして、私たちは選択肢と時間を使い果たしています。
新しいアプローチ
マラリア根絶を達成するために、公衆衛生研究者は私たちの兵器庫をグレードアップしなければなりません。 この目標に向かって進むために クリスティアンティ ここImperial Collegeの研究室では、それを実行するための計画に取り組んでいます。
最近では、 CRISPR 持っています 科学者が非常に効率的にDNAを編集できるようにするために開発されました。 マラリアなどの蚊が媒介する病気を排除する目的で、世界中の研究者がCRISPRを使用して蚊のDNAを改変しています。 私たちの研究室では、おそらく最も多いものを開発しました。 高度な これまでに提案された技術の使用。 これは「遺伝子駆動」と呼ばれます。このタイプの遺伝子改変は、野生の集団に形質を広める能力があり、遺伝の古典的な法則を無効にします。
遺伝の古典的な法則を介して、ある世代から別の世代へと親から伝播されるDNAは、各世代の子孫の半分だけに受け継がれています。 これは、蚊の集団におけるその遺伝子改変または形質の頻度を同じに保ちます。
遺伝子ドライブは50パーセント以上の子孫に受け継がれています。 これは彼らに次の世代にわたって特性の頻度を徐々に増加させる能力を与えます、そしてそれは他のGM蚊の潜在的な使用より有利です。
野生の蚊の個体数を変更する倫理
我々は持っています 遺伝子ドライブを設計した それは生殖能力遺伝子 雌蚊の発育に必須。 これらの遺伝子が破壊されると、雌の昆虫は咬むことも子を作ることもできなくなります。
遺伝子駆動の利点は、我々が標的にできるのは ハマダラカ 種–サハラ以南のアフリカでこの病気を運ぶ主な媒介動物の1つ–持っていないものには影響を与えません。
私達が実験室で私達の技術をテストしたとき、私達はケージの蚊の人口の100パーセントにこの形質を広めることができました。 正常なオスの蚊と生殖不能のメスを生産した結果、6ヶ月以内に人口がゼロになりました。
研究室ではあるが、これは遺伝子駆動を用いて集団が抑制されたのは初めてのことである。
遺伝子駆動は 動きの速い強力な遺伝子技術。 絶え間ない人間の介入なしに自然の人口を変換する能力は、それらを感染症と戦うために使用される現在の道具と方法を補完し、そして彼らの経済的および生態学的負担を減らすのに理想的にします。
研究室でケージの蚊の個体数の抑制は画期的な成果であるにもかかわらず、遺伝子ドライブの実際のフィールドリリースは少なくとも将来的には十年以上です。
彼らは自分自身で、そして潜在的に広い地理的領域に広がる可能性があるので、テクノロジーは彼らの使用に対して潜在的な倫理的懸念を提起します。 例えば、それによって影響を受けたコミュニティからの完全なコンセンサスが達成されないならば、誰が遺伝子ドライブがいつ解放されるかを決定しますか？ これらの問題は広く 議論 科学者、倫理学者、規制当局および遺伝子駆動技術の使用によって影響を受けるかもしれない人々による。
それにもかかわらず、科学界は潜在的な方法に関して大きな進歩を遂げました。 守ります 可能性を含む技術 デザイン それは彼らの広がりを制限するでしょう。 遺伝子ドライブが野生で解放されることができるかどうかに関する最終決定は影響を受けた国、そしてより具体的には毎日これらの病気に罹っている共同体の同意を得てなされなければなりません。
著者： アンドレア・クリサンティ分子寄生虫学教授、 ロンドン大学インペリアルカレッジ & カイロス・キロウ、 博士課程の学生、 ロンドン大学インペリアルカレッジ
