加州大學的研究人員開發出轉基因蚊子，可以幫助減少傳染病的傳播

加州大學河濱分校（UCR）的研究人員已經開發出一種轉基因蚊子，這種蚊子可以穩定地在其生殖系中表達Cas9酶。Cas9的加入將使得CRISPR基因編輯工具能夠對蚊子的DNA進行高效、有針對性的改變。

為了證明這個概念，研究人員利用這個系統來破壞表皮、翅膀和眼睛的發育，產生完全黃色、三眼和無翅的蚊子。他們的長期目標是用Cas9和另一種基因驅動技術一起使用，以插入和覆蓋那些抑制昆蟲避免進化的抗性基因。埃及伊蚊是登革熱、基孔肯亞、黃熱病和寨卡病毒的主要攜帶者，並且會迅速對常用的殺蟲劑產生抗藥性。

發表在《美國國家科學院院刊》上的這項研究由奧馬爾·阿克巴利領導，他是UCR自然與農業科學學院的昆蟲學助理教授，也是該大學整合基因組生物學研究所的成員。

以前使用基因組編輯來防止蚊子傳播病原體的努力由於突變率低、受編譯的蚊子的存活不佳以及被改變的基因對後代的低效傳播而受到阻礙。阿克巴利和他的同事們開發了轉基因蚊子，可以穩定地在生殖系中表達一種Cas9酶，利用CRISPR系統實現高效的基因組編輯。CRISPR的工作原理就像一把分子剪刀，用核糖核酸（RNA）指導切割和替換特定的DNA序列。在論文中，研究小組利用這個系統來破壞了控制視覺、飛行和餵食的基因，導致蚊子多出一隻眼睛、畸形的翅膀，以及眼睛和角質層的缺陷等等。

阿克巴利說這些菌株代表了使用基因驅動系統來控制蚊子種群數量並減少它們傳播的疾病的第一步。「這些Cas9菌株可以被用來開發分裂基因驅動，這是基因驅動的一種形式，Cas9引導RNA被插入到獨立的基因組位點，並相互依賴進行擴散。這是在實驗室里開發和測試基因驅動的最安全的方法，以確保不會擴散到野外環境中。」

基因驅動極大地增加了基因或基因組遺傳給後代的幾率——從50%提高到99%。當一個目標基因在多個位點被破壞時，這個數字可能會增加到100%，這個技術被稱為復用技術，最近在加州大學伯克利分校的阿克巴利和他的同事們建立了數學模型進行模擬。

基因驅動可以用來偏倚基因遺傳，有利於快速擴散的自我毀滅性的基因——比如那些破壞了生育能力的基因——而且可能是一種對環境友好、具有成本效益的方法來抑制傳播疾病的昆蟲種群。

阿克巴利說：「下一步應該採取措施，確定可以用來從基因組中表達指導RNA的調控序列，一旦這些序列被識別出來，在物種中發展基因驅動就應該是一條龍式操作了。」

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