Nature子刊：10代之内灭绝蚊子种群，这种基因武器为啥那么厉害？

药明康德/报道

本周，《自然》子刊《Nature Biotechnology》上刊发了一篇引人瞩目的论文——来自伦敦帝国学院的一支团队使用一种“基因武器”，让能传染疟疾的冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）种群在短短7-11代之内就出现崩溃！

研究人员们指出，这有望能预防疟疾的传播。对于大部分城市居民来说，疟疾听上去是个比较遥远的名词。但在全球范围内，疟疾却是一种流传极广的疾病。据估计，在2016年，全球有2.16亿起疟疾发病案例，造成了44.5万人的死亡，其中大部分是5岁以下的儿童。

这些数字是什么概念呢？据美国癌症学会统计，2012年的全球新发癌症数是1410万。也就是说，疟疾每年造成的病例数，是癌症的15倍！只是由于大部分的疟疾患者身处贫困地区，没有引起广泛关注罢了。

▲冈比亚按蚊是传播疟疾的主要罪魁祸首之一（图片来源：By James D. Gathany (The Public Health Image Library , ID#444) [Public domain], via Wikimedia Commons）

但这并不代表这些患者就不需要治疗。除了不断研发新药之外，科学家们也想在源头阻断疟疾的传播。我们知道，疟疾主要依靠蚊虫传染。在撒哈拉以南的非洲地区，冈比亚按蚊正是传播疟疾的主要罪魁祸首。

我们能不能通过高科技手段，来消灭这些蚊子种群呢？这正是研究人员们想要回答的问题。他们利用先进的CRISPR-Cas9基因编辑技术，开发了一种特殊的“基因武器”，它能攻击蚊子体内一条叫做doublesex的基因。

正如这条基因的名字所暗示的那样，它在性别发育中起到了重要作用。研究人员们发现，雄蚊与雌蚊的这条基因有着不同的表达方式，雌蚊会表达该基因的第5号外显子，而雄蚊则不会。科学家们敏锐地发现了这点，并对其加以利用。

▲本款“基因武器”的设计（图片来源：参考资料[1]）

在他们的改造下，蚊子的5号外显子与内含子之间的交界得到了破坏，这就导致蚊子无法顺利表达第5号外显子上的信息。对于雄蚊来说，这并不会带来什么影响。而对于雌蚊来说，一旦它们体内的两个doublesex基因拷贝都无法表达第5号外显子，就会让它们变得“不男不女”。这些蚊子既有雄性的特征，又有雌性的特征，但它们不会叮咬人，也不会产卵。

换句话说，随着时间的推移，带有双突变的蚊子比例会越来越高，这造成的结果是会叮咬人（传播疾病）的蚊子越来越少，且有生殖能力的蚊子也越来越少。

▲蚊子卵的数量不断减少，很快就让种群发生崩溃（图片来源：参考资料[1]）

研究人员在实验室中的培育结果表示，只需要短短的7-11代，由于缺乏足够的后代，这些蚊子的种群就进入了崩溃的状态。

这也是人类首次在实验室里，通过分子生物学工具，完全抑制一种复杂生物的繁殖。

本研究的通讯作者Andrea Crisanti教授说：“这一突破表明‘基因驱动’方法能有效对抗疟疾，这种疾病对人类的影响长达数个世纪。当然，我们还有更多的工作需要做，包括在大型的实验中测试这项技术，并与受疟疾影响的国家一起评估这种人为干预的可行性。”

据估计，这项技术距离成熟，大约还有5-10年的时间。如果可行，也许我们有望见到传染疾病的蚊子在野外得到彻底的清除，让疟疾不再成为人类的健康威胁。

本文题图来自Pixabay（https://pixabay.com/en/mosquitoe-mosquito-malaria-gnat-1548975/）

参考资料：

[1] Kyrou et al., (2018), A crisPr–cas9 gene drive targeting doublesex causes complete population suppression in caged Anopheles gambiae mosquitoes, Nature Biotechnology, DOI: 10.1038/nbt.4245

[2] Mosquitoes that can carry malaria eliminated in lab experiments, Retrieved September 25, 2018, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-09/icl-mtc092418.php

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