Биоинженерия: генноинженерные комары помогут побороть малярию и тропическую лихорадку - BioinforMatix.ru - портал по биоинформатике, имейджингу и биософту

Биоинженерия: генноинженерные комары помогут побороть малярию и тропическую лихорадку - BioinforMatix.ru - портал по биоинформатике, имейджингу и биософту

Биоинженерия: генноинженерные комары помогут побороть малярию и тропическую лихорадку

Печать E-mail
Автор Роджер Хайфилд   
03.12.2008 г.
Самцы комаров-анофелесов совершенно незаслуженно страдают от дурной славы, какой пользуются все малярийные комары: ведь мужские особи, в отличие от самок, любят лакомиться пыльцой, нектаром или чем-то сладким, например сахаром, и пугливо прячутся от людей, встречи с которыми настойчиво ищут самки. Для того чтобы отложить тысячи яиц, самке нужна питательная еда: человеческая кровь. Через кровь самки комаров и передают возбудителей малярии – одноклеточных паразитов, которые разрушают клетки крови. Каждый год малярия уносит жизни 1 млн человек.

Покончить с жадными до крови самками и уничтожить этот бич рода человечества ученые Imperial College London надеются с помощью генной инженерии. Решением задачи по увеличению количества мужских особей малярийных комаров они рассчитывают убить сразу двух зайцев: снизить популяцию комаров и уменьшить количество самок, которые разносят инфекцию.

Группа под руководством профессора Андреа Кризанти, который создал первого генномодифицированного малярийного комара, уже готова провести полевые испытания, хотя и в ограниченном пространстве. Профессор Кризанти признается, что у его работы много ярых противников. Биофундаменталисты опасаются, что появление «франкенмаров» приведет к совершенно непредсказуемым последствиям в духе известного романа Мэри Шелли о Франкенштейне. Их озабоченность подкрепляется данными о попытках модификации не только комаров, но и других насекомых: это касается, в частности, паразитов, вызывающих трипаносомоз (болезнь Чагаса), пчел, новые модификации которых должны быть более устойчивы к заболеваниям, и тутового шелкопряда, ГМ-версия которого будет производить более прочные нити. Оппоненты генетиков подчеркивают, что, как только эти существа окажутся в дикой природе, путь назад будет отрезан.

Однако профессор Кризанти настроен оптимистично. «Каждого в нашей лаборатории кусали ГМ-комары, но мы все до сих пор пребываем в добром здравии», – говорит он. Он считает, что потенциальная выгода перевешивает риск, который теоретически могут представлять генетически модифицированные насекомые, но, конечно же, понимает, чем вызваны опасения. «Они вполне закономерны, и мы должны успокоить людей». По его словам, фактов передачи генов от комаров к людям не зафиксировано.

Ранее предпринимались попытки победить малярию с помощью облучения самцов с целью их стерилизации. Этот метод показал свою эффективность, когда с его помощью в Северной Африке был уничтожен опасный паразит – муха Callitroga hominivorax, наносившая ущерб животноводству. Но в случае с малярийными комарами стерилизация – трудновыполнимая задача: в Африке около 100 млрд комаров-анофелесов, и компьютерная модель показывает, что для искоренения малярии на этом континенте потребуется более 100 млрд стерилизованных самцов, так что для их выведения придется построить гигантскую «комариную фабрику». Проблему представляет и то, что молодых самцов очень трудно отличить от самок.

Альтернативный вариант, который прорабатывают исследователи Imperial College London, – создание ГМ-комара, который передаст антималярийные гены своим потомкам. Поскольку переносчиками малярии является небольшой процент самок, для успешной борьбы с заболеванием насекомые, устойчивые к малярии, должны получить широкое распространение – другими словами, ГМ-комары по численности должны превзойти своих обычных сородичей. Согласно расчетам ученых Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе (США), это возможно: достаточно выпустить на свободу несколько миллионов ГМ-комаров.

Профессор Кризанти устроил на территории Imperial College London небольшую комариную ферму, где он выращивает тысячи насекомых. В сопровождении его коллеги, доктора Хилари Рэнсон, корреспондент The Daily Telegraph осмотрел это «производство». Маленькую комнатушку, где очень жарко и влажно, заполонили распространяющие довольно пикантный запах емкости с застоявшейся водой, в которых растут комариные личинки. Что касается взрослых комаров, доктор Рэнсон сама заботится об их пропитании, и, как только она подходит к клетке, комарихи, почуяв запах крови, подлетают к сетке в ожидании, что она протянет им свою руку. Вокруг стоят маленькие вольеры, каждый из которых населяют отдельные разновидности генетически модифицированных насекомых.

Покончить с жадными до крови самками и уничтожить этот бич рода человечества ученые Imperial College London надеются с помощью генной инженерии. Раздел: Биоинженерия. Категория: Генная инженерия Они появились благодаря усилиям еще одного исследователя, Джейсона Бентона. Этажом ниже он проводит хирургические операции, требующие высочайшей точности: тонкой иглой вводит генный материал в эмбрионы. Это не всегда удается. Чтобы можно было проверить, как прошла операция, генный материал запрограммирован на производство флюоресцирующего белка. Если в ультрафиолете половые органы личинки комара светятся зеленым, операция прошла удачно. Чтобы проверить, как работает ген, нужно вывести несколько поколений – каждое требует около 10 дней

При расшифровке комариного генома ученые попутно открыли несколько других способов «улучшения» насекомых с помощью генной инженерии. В частности, можно изменить поведение анофелесов таким образом, чтобы они предпочитали кровь не человека,   а  животных, или же создать комаров, которые не могли бы переносить паразитов.

Так, исследовательская группа под руководством доктора Марсело Якобс-Лорена из Университета Джона Хопкинса ввела в эмбрион комара генный материал для выработки пептида, который не позволяет паразитам внедриться в организм комара и обосноваться в его слюнных железах. Другие ученые экспериментируют с иммунной системой комаров, чтобы заставить ее бороться с паразитом.

Поскольку для размножения и роста паразитам требуется какое-то время, уменьшение периода жизни насекомых также уменьшит вероятность распространения ими малярии. «Математическая модель показывает, что сокращение срока жизни комаров окажет значительное влияние на распространение болезни», – говорит профессор Кризанти, который получил на поиск оптимальной генной модификации грант Bill & Melinda Gates Foundation в размере 6 млн фунтов.

В настоящее время группа профессора Кризанти ориентируется на пол насекомых. С помощью генов, которые заставляют комаров светиться в ультрафиолетовом свете, ученые отделяют самцов от самок. Процесс поставлен на поток: можно рассортировать тысячи личинок в час. Затем планируется вырастить, стерилизовать и выпустить на свободу миллионы бесплодных самцов, которые не смогут оставить потомства.

Работа срочная: каждый день в Африке умирают от малярии 2 тысячи детей. Но прежде чем насекомых можно будет выпустить на волю, предстоит проделать большую работу, и профессор Кризанти не хочет обсуждать вопрос о том, когда его комары попадут в естественные условия. Сейчас его единомышленники в одной из африканских стран ведут переговоры о первом этапе эксперимента – нужно выяснить, как ГМ-комары будут ладить со своими обычными сородичами. Если все пойдет хорошо, можно будет поэкспериментировать с геном, который влияет на развитие мужских и женских особей, чтобы склонить соотношение полов в пользу самцов. «По данным компьютерных моделей, этот способ будет весьма эффективен», – говорит профессор Кризанти.

Похоже, что первое ГМ-насекомое, которое окажется в дикой природе, будет все-таки не анофелес,  а  комар другого вида: Aedes aegypti, который является разносчиком лихорадки денге. Ученые из Университета штата Колорадо под руководством профессора Кеннета Ольсона и Университета Калифорнии в Ирвайне под руководством профессора Энтони Джеймса вывели ГМ-комара, устойчивого к этому заболеванию, от которого каждый год умирают 20 тысяч человек из 50 млн заразившихся.

Правда, ученые использовали другой тип генетического материала – РНК, которая мешает размножению вируса. Ставки высоки: если испытания Aedes aegypti в Мексике пройдут удачно, анофелесам профессора Кризанти дадут зеленый свет. Если же эксперимент потерпит поражение, это станет серьезным ударом по попыткам человека вмешаться в природу насекомых.
 
 
Читайте также:

Последнее обновление ( 09.04.2009 г. )
 
« Пред.   След. »


Copyright 2012 Bioinformatix.ru