科學家稱利用「基因驅動」技術，可在八代後滅絕傳播瘧疾的蚊子

嗡嗡作響的蚊子對人類造成的傷害，可不僅是使人心煩意亂這麼簡單，2016年，全球約有 2.16 億瘧疾病例，約 445,000 人因瘧疾死亡，其中大部分是5歲以下兒童。

來自倫敦帝國理工學院的研究人員用「基因驅動」技術對實驗室飼養的蚊子進行處理，使其後代的雌蚊子喪失繁殖能力。目前，該技術可以在 7-11 個子代內消滅實驗室飼養的蚊子。事實上，這是第一次實現利用分子生物學手段在複雜生物體中剝奪生殖能力。

在本次研究中，「基因驅動」的技術被用於靶向甘比亞按蚊（An. Gambiae）。全球約有 3500 種蚊子，能攜帶瘧疾的蚊子大約有 49 種，甘比亞按蚊是其中之一，主要活動在撒哈拉以南的非洲地區。

「這一突破性發現說明基因驅動技術很有前景，這為人類和瘧疾之間幾百年來的鬥爭帶來了勝利的曙光。」來自帝國理工學院生命科學部的首席研究員 Andrea Crisanti 教授表示。該研究的下一步設想是，攜帶驅動基因的蚊子將來能有機會被釋放到瘧疾爆發地，從而傳播雌性「不育症」，最終導致蚊子種群的滅絕和瘧疾的消失殆盡。

（來源：麻省理工科技評論）

Andrea Crisanti 教授還說：「儘管全球在抗瘧疾方面作出了巨大的努力，並且投入了大量的資源，但2016 年的瘧疾發病病例卻打破了二十多年逐年下降的趨勢，這說明和瘧疾鬥爭，我們亟需開發更好的手段。」

全球首創：滅絕某個種群

該研究小組的研究結果於 9 月 24 日發表在 Nature Biotechnology 雜誌上，這是基因驅動技術首次能夠完全抑制某種群的案例。這項技術克服了以前的方法遇到的「抗性」問題，實現了蚊子種群的徹底滅絕。

圖|Nature Biotechnology截圖（來源：DT君）

Crisanti 教授補充說：「但是我們還需要考察此類干預的可行性，我們依然還有許多工作要做，包括需要在更大的實驗室擴大研究以及在瘧疾爆發國家實地估測。在這項基因驅動技術進入野外測試階段之前，可能至少還需要 5 到 10 年。不過目前，已經有一些令人鼓舞的證據提示我們走的路是正確的。這項技術能克服物流障礙的問題，因此有希望能消滅肆虐資源匱乏國家的瘧疾。」

研究方法：靶向「doublesex」

在該研究中，研究人員靶向的是甘比亞按蚊中被稱為「 doublesex 」的一個基因，它決定了蚊子個體的性別。

該團隊設計了一種基因驅動方案，能選擇性地改變 doublesex 基因中編碼雌性性狀的基因序列。攜帶這種驅動基因的雄性蚊子或只攜帶一個驅動基因的雌性蚊子不會有任何變化。然而，攜帶兩個驅動基因的雌性蚊子會同時表達雄性和雌性兩種性別的特徵，從而不會吸血和產卵。

他們的實驗表明，驅動基因的傳遞效率幾乎為 100%。因為沒有了雌性蚊子，種群不能繼續繁衍下去，在八代之後，整個種群被滅絕。

在這之前，基因驅動技術在抑制種群數量中也有過一些嘗試，但是均以個體對驅動基因產生「抗性」而告終。產生抗性的原因是靶基因序列發生了變異，且變異體能和原來的基因行使一樣的功能。這些「抗性」將繼續傳遞給後代，導致驅動基因完全失效。

該團隊選擇 doublesex 的原因之一是這種基因不能「容忍」任何突變，因此可以克服潛在的「抗性」問題。實際上，在該研究過程中，科研人員確實沒有觀察到 doublesex 基因的功能性突變體。

下一步研究：療效的調查

鑒於這是第一次克服「抗性」，研究小組認為，還需要在實驗室中考察在模擬熱帶環境的下驅動基因的功能和穩定性。

這將涉及在更貼近大自然的環境下，對更大的蚊子種群進行技術測試。在這種環境中，食物和其他生態因素的競爭可能也會改變驅動基因的命運。

雖然不同的昆蟲中 doublesex 基因的序列具不一樣，但基因的功能都是相似的。這表明在未來，該技術還可以用於靶向攜帶其他疾病的昆蟲。

並且該團隊最近的研究表明，抑制甘比亞按蚊數量並不會影響當地的生態系統。

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