蚊子助陣,擊退瘧疾

經過基因改造從而避免傳播疾病的蚊子,可能在競爭中勝過傳播疾病的蚊子

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瘧疾每年仍然導致超過一百萬人死亡。儘管諸如噴灑殺蟲劑和向居民分發經處理的蚊帳等低技術措施可以降低感染率,但大多數受害者居住的貧困國家卻負擔不起這些措施。

作為一種替代策略,研究人員多年來一直嘗試對蚊子進行基因改造,使其不會傳播疾病。瘧疾是由原生動物寄生蟲引起的,這些寄生蟲在人類肝臟和紅細胞內繁殖,並透過雌性按蚊在人與人之間傳播。儘管一些研究團隊成功地將基因插入到實驗室培育的蚊子中,使這些蚊子對寄生蟲的容納性降低,但經過改造的蚊株的繁殖或存活能力不如野生蚊株。

但去年三月,約翰·霍普金斯大學的微生物學家馬塞洛·雅各布斯-洛雷納宣佈,研究結果表明,經過基因改造的昆蟲可能比野生昆蟲更能生存。雅各布斯-洛雷納在按蚊中插入了一個基因,該基因指導產生一種名為SM1的肽,這種肽在蚊子的腸道中顯現,並阻止齧齒動物體內的瘧疾寄生蟲繁殖。約翰·霍普金斯大學的團隊將轉基因蚊子和天然蚊子放在裝有感染瘧疾的小鼠的籠子裡,蚊子在這些小鼠身上吸血。隨著時間的推移,蚊子繁殖了。九代之後,轉基因蚊子佔總人口的70%。抗病蚊株不僅與野生蚊株競爭,而且生存得更好。


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這項測試並未證明抗感染基因會在野外傳播,但它增加了人們對攜帶這些基因的蚊子能夠生存的希望。然而,幾乎一個月後,加州理工學院的生物學家布魯斯·A·海提出了證據,證明基因工程改造的基因確實可以在昆蟲種群中傳播。海的研究團隊以果蠅為研究物件,將一段非編碼RNA(稱為microRNA)與一個對果蠅胚胎髮育至關重要的基因結合起來;然後研究人員改變了該基因,使其不受RNA的影響。接下來,他們將這些果蠅釋放到籠子裡,籠子裡有三倍數量的正常果蠅。隨著世代的混合,攜帶microRNA的野生果蠅死亡,因為microRNA破壞了它們未受保護的發育關鍵基因版本,而攜帶該基因的改變版本的果蠅則能夠存活。經過9到11代,籠子裡的所有後代都攜帶了人造基因組合。

馬克·費舍蒂在《大眾科學》擔任高階編輯已有17年,報道可持續發展問題,包括氣候、天氣、環境、能源、食物、水、生物多樣性、人口等等。他負責委派和編輯記者和科學家撰寫的專題文章、評論和新聞,也以這些形式進行寫作。他編輯“歷史”欄目,該雜誌的部門回顧整個時期的科學進步。他是兩本衍生雜誌的創始執行編輯:《大眾科學·思想》和《大眾科學·地球3.0》。他於2001年為該雜誌撰寫的自由撰稿文章“淹沒新奧爾良”預測了卡特里娜颶風等風暴將給該市帶來的廣泛災難。他的影片你死後身體會發生什麼?在YouTube上的觀看次數超過1200萬次。費舍蒂曾為《紐約時報》、《體育畫報》、《史密森尼》、《技術評論》、《快公司》和許多其他刊物撰寫自由撰稿文章。他與全球資訊網的發明者蒂姆·伯納斯-李合著了《編織網路》一書,講述了全球資訊網是如何建立的真實故事。他還與微生物學家埃莉諾·列維合著了《新殺手疾病》。費舍蒂曾任《IEEE頻譜雜誌》和《家庭商業雜誌》的執行編輯。他擁有物理學學位,並曾兩次擔任路易斯安那州百年學院的阿塔韋公民文化研究員,該學院授予他榮譽博士學位。2021年,他獲得了美國地球物理聯合會的羅伯特·C·考恩科學新聞持續成就獎,該獎項旨在表彰他在地球和空間科學領域的傑出報道生涯。他曾出現在NBC的“與新聞界見面”、CNN、歷史頻道、NPR新聞和許多新聞廣播電臺。在X(前身為Twitter)上關注費舍蒂@markfischetti

更多作者:馬克·費舍蒂
大眾科學雜誌 第298卷 第1期本文最初以“蚊子助陣,擊退瘧疾”為標題發表於《大眾科學》雜誌 第298卷 第1期 (), 第47頁
doi:10.1038/scientificamerican0108-47
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