CRISPR给蚊子传染性的不孕症

研究人员已经使用CRISPR/CAS9基因编辑来靶向与男性蚊子相关的特定基因。然后,研究人员能够辨别这种突变如何抑制生育能力

研究人员已经使用CRISPR/CAS9基因编辑来靶向与男性蚊子相关的特定基因。

然后,研究人员能够辨别这种突变如何抑制雌性蚊子的生育能力。

蚊子是人类最伟大的烈火之一,估计每年将感染传播到近7亿人,并造成超过一百万的死亡。

正如美国国家科学院会议录所报道的那样,该发现代表了一种控制埃及埃及埃及人口的技术的突破,这是一种传播登革热,黄热病,寨卡病毒和其他病毒的蚊子。

加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分子,分子,细胞和发育生物学教授克雷格·蒙特尔(Craig Montell)正在努力改善一种称为无菌昆虫技术(SIT)的矢量控制实践。为了管理人群,科学家养育了许多无菌雄性昆虫。然后,他们释放了这些雄性的数量,使他们的狂野对手不堪重负。

这个想法是,在发现肥沃的雄性之前与无菌雄性交配的女性本身是不育的,从而减少了下一代的大小。多次重复此技术有可能使人口崩溃。更重要的是,因为每一代人都比最后一代小,因此随着时间的流逝,释放类似数量的无菌男性的效果更强。

CRISPR是化学物质的更好替代品

SIT已被证明有效地管理了许多农业害虫,包括Medfly(地中海果蝇),这是加利福尼亚州的主要害虫。它也曾与起源于非洲的A. eegypti蚊子一起尝试,但此后在世界许多地区变得侵入性,在很大程度上是由于气候变化和全球旅行。消毒雄性A.埃及。

蒙特尔说:“有足够的基因影响生育能力,只有一种随机爆破大量基因的方法会导致雄性不育。”但是,化学物质或辐射影响了动物的健康,以至于它们与女性交配不太成功,从而削弱了无菌昆虫技术的有效性。

蒙特尔认为必须有一种更具针对性的方法,而附带损害较小。他和他的同事,包括联合首先作者Jieyan Chen和Junjie Luo,着手在蚊子中突变一个基因,这些基因专门引起了男性不育而没有其他影响昆虫的健康。他们发现的最好的候选者是B2-微管蛋白(B2T);已知相关B2T基因的突变已知会导致雄性不育。

使用CRISPR/CAS9,研究人员在雄性A. A. A. A. A. A. A. A. a. a. a. a. a. a. a. a. a.a。b2t中淘汰了B2T。该研究人员淘汰了B2T。他们发现突变雄性没有生产精子,但与以前的努力不同,无菌螺柱否则完全健康。关于精子(尽管是无菌性雄性的精子)是否需要使雌性蚊子不育,或者是否全部需要进行精液的转移,这引起了一些争论。

在一个实验中,研究人员将15名突变雄性引入了15个女性,持续了24小时。然后,他们将B2T男性换成15个野生型男性,然后将他们留在那里。蒙特尔说:“从本质上讲,所有女性都保持不变。”这证实了B2T雄性可以抑制女性生育能力而不会产生精子。“每年都有蚊子传播疾病的大流行。”

接下来,团队着手确定时间如何发挥作用。他们将女性暴露于突变的雄性不同的时间长度。科学家注意到30分钟后几乎没有差异,但是在那之后,女性生育能力很快下降。蒙特尔(Montell)指出,即使在前10分钟内,女性平均接触了两次。这向他表明,女性必须与许多无菌雄性交配,然后才变得不育。

将女性与B2T雄性结合四个小时,将女性生育能力切成正常水平的20%。八个小时后,数字开始升级约10%。

蚊子交配行为

有了时间试验的见解,该团队试图在更自然的条件下近似地坐着。他们同时增加了B2T和野生型男性的比例不同,并记录了女性生育能力的15个女性。大约5或6个无菌雄性与一个野生型男性的比率减少了一半。 15至1的比率抑制了生育能力,至约20%,在此升级。

蒙特尔说,现在,埃及埃及人口很容易从80%的生育能力下降。 SIT的成功来自随后的,连续的无菌男性释放,每个释放都将比最后一个释放更有效,因为无菌男性占人口不断增长的比例。他们正在设计一种维持B2T雄性库存的方法,因此它们在野外仅是无菌的,而不是在实验室中。此外,他们正在表征男性交配行为,以发现抑制蚊子种群的新方法。

蒙特尔说:“我们对研究伊蚊的许多方面非常感兴趣,因为这些蚊子会影响许多人的健康。” “蚊子传播疾病每年都有大流行。”

“几年前CRISPR/CAS9出来时,它只是提供了新的机会来做您以前做不到的事情。因此,我们开始在Aedes Aegypti上工作的时候了。”

资料来源:加州大学圣塔芭芭拉加州大学。原始研究doi:10.1073/pnas.2105075118

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