الجينات التحرير يمكن أن تستخدم لمعركة الأمراض المنقولة عن طريق البعوض

هل يمكن أن يكون تحرير الجينات هو الجواب على انتشار الأمراض المنقولة بالبعوض مثل فيروس زيكا وحمى الضنك؟

قد يعطي جين ماستر-سويتش المكتشف حديثا للإنسان ميزة في حروب الحشرات القديمة، والقدرة على محاربة البق بطريقة أقل تكلفة وأكثر فعالية.

أدفرتيسيمنتادفرتيسيمنت

هذا هو الخبر السار من عالم الحشرات والكيمياء الحيوية في فرجينيا تك، الذي تم الكشف عن اختراق التحرير الجيني في مراجعة نشرت اليوم في مجلة اتجاهات في علم الطفيليات.

المؤلفون المشاركون زاك N. أدلمان، دكتوراه، أستاذ مشارك في علم الحشرات، و تشيجيان تو، دكتوراه، أستاذ الكيمياء الحيوية، يعتقدون اكتشافهم لعامل تحديد الذكور في البعوض، جنبا إلى جنب مع الجين (كريسبر-Cas9)، قد يؤدي إلى إجبار سكان البعوض على إنتاج عدد أقل من الإناث وأكثر من الذكور.

أنثى البعوض هي أجهزة الإرسال من زيكا، الحمى الصفراء، الملاريا، تشيكونغونيا، وحمى الضنك.

أدفرتيسيمنت

تنتشر فيروس زيكا وغيره من الأمراض الخطيرة عن طريق واحد فقط من 500 3 نوع من البعوض في العالم، أو الزاعجة المصرية أو البعوض الآسيوي النمر، شائع في الولايات المتحدة.

اقرأ المزيد: هل البعوض الحيوان الأكثر خطورة على الأرض؟ »

أدفرتيسيمنتادفرتيسيمنت

كيفية "نيكس" أنثى البعوض

اكتشاف أديلمان و تو من أول عامل تحديد الذكور، المعروف أيضا باسم عامل M، في البعوض يسمى نيكس. وأفادت التقارير في مايو 2015 في دراسة رفيعة المستوى في مجلة العلوم.

وجد الباحثون أنه عندما تم التعبير عن نيكس في الأجنة الإناث، ولدت تنمية الأعضاء التناسلية الداخلية والخارجية الذكور.

حقق العلماء نجاحا في المحاولات الأخيرة للسيطرة على حمى الضنك وراثيا من خلال إطلاق البعوض العقيمة المعدلة وراثيا، وفقا لتقرير الباحثين.

ولكن الطرق المستخدمة مكلفة وغير عملية لأنها تتطلب إطلاق الحشرات على المدى الطويل، ويصعب تحقيقها على نطاق واسع.

وقد أظهر هذا الوعد بأنه نهج سهل وفعال ودقيق لإدخال الطفرات في أي موقع جيني مهم تقريبا في مجموعة واسعة من الكائنات الحية، بما في ذلك البعوض. تشجيان تو، فيرجينيا تيك

كشف علماء فرجينيا تك عن طريقة أفضل لمكافحة الحشرات القاتلة.

أدفرتيسيمنت أدفرتيسيمنت

"وقال تو ل هالثلين" نهج أكثر فعالية وأقل تكلفة قد يكون لدفع الجينات الملوحة مع نظام كريسبر-Cas9 ". "وقد أظهر هذا الوعد باعتباره نهجا سهلا وفعالا ودقيقا لإدخال الطفرات في أي موقع جيني مهم تقريبا في مجموعة واسعة من الكائنات الحية، بما في ذلك البعوض. "

" البعوض مثلنا تماما.لديهم نسختان من كل من الكروموسومات "، وأضاف عادلمان في مقابلة هيلثلين. "إن إضافة الجين نيكس يجب أن يجبر كل البعوض على التطور كذكور. "

باستخدام الطرق الحالية، يجب أن يربي كل جيل من البعوض المعقم في مصنع وأفرج عنه. ويتم فصل الذكور فعليا عن الإناث في المصنع.

أدفرتيسيمنت

"مع وجود طريقة" جينات مالينيس "، لا تحتاج الإناث إلى الفرز في المصنع، لأن لديك جميع الذكور". "عند استخدام نهج حيث نيكس الذكور هي أيضا خصبة، لكل جيل كنت الخلفية في المصنع يمكن أن تحصل على أجيال عديدة إنتاج جميع الذكور في البرية. "

اقرأ المزيد: العلماء العثور على تحرير الجينات مع كريسبر من الصعب مقاومة»

أدفرتيسيمنتادفرتيسيمنت

كريسبر هو العنصر النهائي

ومع ذلك، فإن الجين نيكس في حد ذاته، لا يزال سيتم نقل فقط إلى نصف النسل. وقال إن العلماء سيحتاجون إلى استخدام كريسبر-Cas9 لكسر الكروموسوم الذي ليس له نيكس.

"خلايا جيدة جدا في تحديد الكروموسومات مكسورة"، وقال عادلمان. "وفي هذه الحالة أنها سوف تستخدم الكروموسوم التي تحتوي على نيكس كدليل لإصلاح واحد مكسورة. والنتيجة هي أن كل كروموسوم يحتوي الآن نيكس، بدلا من واحد فقط. وهكذا، فإن معظم النسل يكون الذكور في كل جيل. "

" أصبح من الواضح لنا أن نيكس هو مرشح قوي للعامل الحاسم للذكور لأنه لا يوجد إلا في الذكور "، وقال تو. "يتم التعبير عنها في وقت مبكر خلال التنمية قبل تحديد الجنس، وتسلسله يشير إلى وظيفة محتملة في تنظيم اللاعبين الرئيسيين في تحديد الجنس. "

أدفرتيسيمنت

وأظهر العلماء أن نيكس هو أول عامل محدد للذكور في البعوض من خلال إظهار أنه" مطلوب وكاف "على حد سواء لبدء تطوير البعوض الذكور.

في المرحلة التالية، سيقوم أديلمان و تو بفحص فرضيتهما.

أدفرتيسيمنتادفرتيسيمنت

وهم يعتقدون إذا دمجوا واحدا أو بضعة من الجينات الرئيسية لتحديد الذكور (مثل نيكس) في الجسيمات الذاتية (الكروموسومات غير المرتبطة بالجنس)، وسوف يكون كافيا للحد من عدد البعوض الإناث إما عن طريق منح الإناث أو الفتك أو تحول الإناث إلى الذكور الخصبة أو العقيمة.

وقال عادلمان "لا يزال هناك الكثير من التفاصيل الفنية للعمل" - بما في ذلك الحصول على الدعم المحلي لاختبار ميداني التكنولوجيا - قبل أن يتمكنوا من تطبيق اكتشافهم في هذا المجال.

اقرأ المزيد: لماذا يمكن القضاء على بعض الأمراض والآخرين لا يمكن »

كيف يعمل نيكس سر

في الوقت الراهن، فإنه لا يزال من غير الواضح كيف نيكس يسيطر على تحديد الجنس في البعوض، وقال تو، وما إذا كان يتم حفظ العوامل M عبر الأنواع التي تنقل الأمراض المختلفة.

وأضاف أن فعالية واستقرار على المدى الطويل من نظم الدفع الجيني القائم على كريسبر في البعوض لا تزال غير معروفة.

"هذا النهج الجديد هو على الأرجح أكثر كفاءة من التقنيات العقيمة الحشرات الكلاسيكية لتحقيق خفض السكان ومكافحة الأمراض، لأن الذكور التحيز هو استمرار على مدى أجيال عديدة"، وقال تو."هذا النهج سيكون في نهاية المطاف الذاتي الذاتي لأن السكان المحليين يمكن أن تحطم بسبب عدم كفاية عدد الإناث، والتي يمكن القضاء على الجين نيكس هندسيا من البيئة. "

وقد دعم عملهم من قبل اثنين من المنح الاستكشافية من المعهد الوطني للحساسية والأمراض المعدية في المعاهد الوطنية للصحة. هذا الشهر حصلوا على منحتين أخريين من نفس الوكالة لمواصلة بحثهما حول تحديد الجنس والتطبيقات ذات الصلة في كل من الزاعجة المصرية و الأنوفيلز ستيفنسي (الناقل من الملاريا في الهند وجنوب آسيا والشرق الأوسط).

في حين أن أبحاثهم يمكن أن يكون لها تأثير غير عادي على الصحة العالمية، فإن العلماء يشعرون بالقلق إزاء أخلاقيات الإفراج عن الكائنات المعدلة وراثيا في البيئة.

"نحن نأخذ هذه المخاوف على محمل الجد". "إن نشر آرائنا حول التكنولوجيا الآن، عندما لا يزال هناك عدد من السنوات قبل أي محاكمات محتملة، يجب أن يساعد في جلب جميع الحجج في المجال العام مع الوقت الكافي لإجراء مناقشة مستنيرة. "