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研究人员创造了一种更有效的方法来阻止疟疾在蚊子中的传播

导读加州欧文2020年11月3日讯——利用一种被称为“群体改造”的策略,即利用CRISPR-Cas9基因驱动系统将防止寄生虫传播的基因导入蚊子染色体,加

加州欧文2020年11月3日讯——利用一种被称为“群体改造”的策略,即利用CRISPR-Cas9基因驱动系统将防止寄生虫传播的基因导入蚊子染色体,加州大学的研究人员为控制疟疾寄生虫传播的基因技术进步做出了重大贡献。

加州大学欧文分校博士后研究员阿德里亚娜阿道菲(Adriana Adolfi)与来自UCI、加州大学伯克利分校和加州大学圣地亚哥分校的同事合作,跟进这一群体的开创性工作,开发了一种基于CRISPR的基因驱动系统,可以增加抗蚊传播能力,使蚊媒基因有效驱动雌蚊后代。

UCI病媒生物学家、微生物学、分子遗传学和分子生物学教授唐纳德詹姆斯说:“这项工作缓解了第一个基因驱动系统的一个大问题,即驱动抗药性的蚊子的积累仍然可以传播疟疾寄生虫。”生物化学,他是这项研究的联合首席研究员。

这项研究的合著者、加州大学圣地亚哥分校的杰出教授伊森比尔(Ethan Bier)说:“本文描述的第二代基因驱动系统可以应用于昆虫生存或繁殖所需的数千个基因中的任何一个。”塔塔大学遗传与社会研究所科学主任。“虽然是在黑腹果蝇中开发的,但该系统可以很容易地移植到多种昆虫物种中,这些昆虫可以作为破坏性疾病的载体,如南美锥虫病、睡眠病、利什曼病和虫媒病毒病。”

他们描述了该团队原始基因驱动程序的高效第二代版本,这是为-巴基斯坦的疟疾媒介按蚊开发的。这项发表于2015年《美国国家科学院院刊》的研究是首次在蚊子中演示基于CRISPR的基因驱动。

在第一项研究中,当插入基因驱动的亲本为雄性时,基因驱动的亲本会遗传给大约99%的后代,而当插入基因驱动的亲本为雌性时,只有60%到70%的后代会遗传。女性体内会产生大量的反驱动染色体。原则上,这可以使这些雌性继续传播寄生虫。

这项新研究的主要作者Adolfi和他的合作者通过给基因驱动程序配备一个插入驱动程序的目标基因的功能副本,解决了雌性动物不能被有效驱动的问题。目标基因的正常功能对于这种蚊子来说是必须的,这样女性在进食后才能生存和生育,而驱动系统的功能通常在插入基因后被破坏。

在种群笼的研究中,产生的雌蚊表现出强烈而一致的驱动力,而反驱动染色体的产生可以忽略不计。这种将基因驱动插入对生存力或繁殖力至关重要的基因(包括挽救生存力或繁殖力丧失的功能基因)的策略,为雌性驱动的抗性提供了一种通用的解决方案。此外,新系统可以有效消除驾驶过程中的遗传误差,就像催化转化器消除汽车的燃烧污染一样。

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