Используя достижения в области генной инженерии на основе CRISPR, исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего создали новую систему, которая ограничивает популяции комаров-переносчиков болезней, которые ежегодно заражают миллионы человек.
Новый высокоточный метод стерильных насекомых, или pgSIT, изменяет гены, связанные с мужской фертильностью, создавая стерильное потомство, и самок у Aedes aegypti, вида комаров, ответственного за распространение широкомасштабных болезней, включая лихорадку денге, чикунгунью и Зика.
Подробности нового pgSIT описаны в журнале Nature Communications.
«PgSIT — новая масштабируемая система генетического контроля, которая использует подход на основе CRISPR для создания развертываемых комаров, которые могут подавлять популяции. Самцы не передают болезни, поэтому идея состоит в том, что по мере того, как вы выпускаете все больше и больше бесплодных самцов, вы можете подавить популяцию, не полагаясь на вредные химические вещества и инсектициды», — сказал профессор биологических наук Калифорнийского университета в Сан-Диего Омар Акбари.
pgSIT отличается от систем «генного привода», которые могут подавлять векторы болезней, передавая желаемые генетические изменения на неопределенный срок от одного поколения к другому. Вместо этого pgSIT использует CRISPR для стерилизации москитов-самцов и превращения самок комаров, которые распространяют болезни.
По словам ученых, система является самоограничивающейся и не прогнозируется, что она будет сохраняться или распространяться в окружающей среде. Это две важные функции безопасности, которые должны способствовать принятию этой технологии.
Акбари говорит, что предполагаемая система pgSIT может быть реализована путем размещения яиц стерильных самцов и нелетающих самок в целевых местах, где происходит распространение болезней, переносимых комарами.
«Опираясь на математические модели, мы эмпирически демонстрируем, что выпущенные самцы pgSIT могут конкурировать, подавлять и даже уничтожать популяции комаров. Эту платформенную технологию можно использовать в полевых условиях и адаптировать ко многим переносчикам для борьбы с дикими популяциями, чтобы ограничить распространение болезней безопасным, ограничиваемым и обратимым образом», — отмечают исследователи.
Исследователи полагают, что помимо Aedes aegypti технология pgSIT может быть направлена на другие виды, распространяющие болезни.
«Это исследование предполагает, что pgSIT может быть эффективной технологией для борьбы с популяциями комаров и первым примером такой технологии, которая подходит для реального выпуска. В будущем pgSIT может предоставить эффективную, безопасную, масштабируемую и экологически чистую альтернативную технологию нового поколения для борьбы с комарами в дикой природе», — говорят исследователи.
Ранее Курсор писал, что израильский стартап Bzigo заявляет, что разработал автономное решение для обнаружения комаров, которое помогает обеспечить «жизнь без вредителей». По данным ВОЗ, от укусов комаров ежегодно умирает более одного миллиона человек, большинство из которых связано с малярией
Редактирование генома и светящиеся комары — как контролировать популяцию опасных насекомых
Самка южного домашнего комара (Culex quinquefasciatus) в основном атакует птиц, что приводит к передаче птичьей малярии. Это уже привело к исчезновению нескольких видов птиц. Однако учёные нашли способ победить эту проблему.
Этот вид комаров также поражает млекопитающих, распространяя лимфатический филяриатоз — он обнаружен у 50 миллионов человек во всем мире, а с момента завоза южного домашнего комара в США в 1999 году было зарегистрировано 48 000 случаев заражения людей вирусом Западного Нила.
Современные стратегии борьбы с этим неприятным насекомым во многом опираются на инсектициды. Они представляют опасность как для здоровья человека, так и для экосистем и становятся все более неэффективными. Однако достижения в области редактирования генома позволили разработать методы генетической борьбы с насекомыми, которые могут быть высокоэффективными и зависят от вида.
Ученые показали, что инструмент редактирования генов CRISPR/Cas9 может быть использован для успешного введения гена флуоресцентного белка в геном южных домашних комаров — насекомые с одним или несколькими отредактированными генами будут светиться красным. Ген может быть передан следующему поколению при спаривании.
Ген флуоресценции вставили так, чтобы у комаров, унаследовавших два отредактированных гена от своих родителей, были белые глаза, а не черные. Эти особенности позволят ученым легко идентифицировать комаров, геномы которых были изменены.
Интересно, что комары с белыми глазами, унаследовавшие две копии отредактированного гена, не дожили до взрослого возраста. Правда, этот эффект не наблюдается, когда тот же метод применяется к другим видам и подчеркивает различия между геномами комаров.
Были предприняты попытки использования и других методов генетической инженерии, но ни один из них не сработает так хорошо в полевых условиях, как CRISPR/Cas9. Эта методика жизненно важна при создании инструментов для борьбы с вредителями на генетическом уровне. Редактирование генома позволит распространить желаемые черты (например, неспособность производить здоровое потомство или распространять болезнь) в популяции и поможет предотвратить болезни и смерти миллионов людей и животных.
Результаты исследования опубликованы в Scientific Reports.
В Израиле создали «железный купол» против комаров
Комары — это не просто надоедливые насекомые, они также являются переносчиками различных заболеваний, таких как малярия, желтая лихорадка, лихорадка денге и вирус Зика, и поэтому также могут быть опасными.
По данным ВОЗ, от укусов комаров ежегодно умирает более одного миллиона человек, большинство из которых связано с малярией.
Израильский стартап Bzigo, основанный предпринимателем и инвестором Сааром Вильсом, заявляет, что разработал автономное решение для обнаружения комаров, которое помогает обеспечить «жизнь без вредителей». Об этом сообщает The Times of Israel.
Используя алгоритмы компьютерного зрения, компания разработала устройство, которое можно разместить в каждой комнате в доме, чтобы сканировать окружающую среду, анализировать движение крошечных объектов и отправлять оповещения на мобильный телефон, указывающие на присутствие комара. Данное устройство освещает лазерным лучом место, где находится комар, когда он приземляется на поверхность.
Генеральный директор компании Надав Бенедек заявил, когда человек узнает местонахождение комаров, то «их будет легче убить».
Бенедек объяснил, что когда он был ребенком, его отец каждую ночь проверял спальню на предмет комаров, прежде чем ложиться спать, чтобы убедиться, что Бенедек хорошо выспался.
«В то время у нас не было компьютерного зрения и процессоров», — сказал Бенедек. Он добавил, что устройство Bzigo «заменяет то, что мой отец делал каждую ночь».
По словам Бенедека, устройство, находящееся на стадии прототипа, не может убить комара, а просто помогает определить его местонахождение.
«Так же, как детектор дыма предупреждает о пожаре, но не тушит пожар, а автомобильный датчик может предупреждать водителей о возможности надвигающейся аварии, но не может фактически предотвратить аварию, поэтому устройство Bzigo предупреждает о комарах, но не может убить. По крайней мере, пока нет. Следующее поколение нашего продукта будет способно убивать комаров. Мы уже работаем над этой технологией», — сказал он.
По его словам, лучший способ убить комаров, если вы знаете их местонахождение, — это использовать выдвижной запер, который легко найти на Amazon за пару долларов. По его словам, устройство Bzigo будет стоить около 200 долларов, а для дома с несколькими комнатами потребуется несколько устройств.
Бенедек сказал, что компания начала исследование этой технологии в 2016 году и на сегодняшний день собрала несколько миллионов долларов в рамках серии A финансирования, и планирует привлечь еще несколько миллионов на коммерческое производство устройства, которое, как мы надеемся, скоро начнется.
«Это устройство вызывает огромный интерес», — сказал Бенедек, и компания надеется разработать еще много решений для борьбы с вредителями, в том числе на открытом воздухе.
«Мы хотим быть железным куполом для комаров», — сказал он, имея в виду противоракетную технологию, разработанную в Израиле.
В США созданы генетически модифицированные комары для борьбы с болезнями
В рамках проекта, возглавляемого биотехнологической компанией Oxitec, во Флорида-Кис были выпущены генетически модифицированные комары.
Это первый случай, когда генетически модифицированные комары были выпущены в дикую природу в США. Причина: борьба с видами комаров Aedes aegypti, ответственными за распространение переносимых комарами болезней, таких как лихорадка денге и Зика, в регионе.
Об этом сообщает IFLScience.
Aedes aegypti составляет лишь около 4% от общей популяции комаров Флорида-Ки, однако он несет ответственность почти за все болезни, передаваемые комарами человеку.
Современные методы борьбы с этими видами, такие как распыление или использование химических инсектицидов, не дали результатов из-за того, что эти виды стали устойчивыми. Поэтому требовалось альтернативное решение.
«Наша основная задача — защитить жителей Флорида-Кис от всех комаров, включая переносчика болезней Aedes aegypti. Округ по борьбе с комарами Флорида-Кис по-прежнему привержен поиску экологически чистых и целевых инструментов для защиты наших жителей и сохранения нашей дикой природы», — заявила Андреа Лил, исполнительный директор округа по борьбе с комарами Флорида-Кис в заявлении.
«При полном одобрении Агентства по охране окружающей среды США и Департамента сельского хозяйства и бытовых услуг Флориды, а также при поддержке Центров США по контролю за заболеваниями и независимого консультативного совета мы теперь с нетерпением ждем прогресса в реализации проекта в ближайшие месяцы», — добавил Лил.
Модифицированные самцы комаров, выпускаемые Oxitec, генетически модифицированы так, что они экспрессируют особый белок, называемый tTa. Как только они спариваются с дикими самками Aedes aegypti , белок tTa передается и убивает потомство самок. Тем самым подавится популяция распространяющихся в этой области диких болезней Aedes aegypti и, следовательно, уменьшится количество передаваемых болезней.
Новые комары не представляют угрозы для окружающей среды или других насекомых, таких как пчелы и бабочки.
Oxitec получила все необходимые разрешения регулирующих органов для выпуска генетически модифицированных комаров в шести местах Флорида-Кис в ближайшие месяцы.
«Мы благодарны за возможность продемонстрировать эффективность технологии Oxitec. Проблемы, создаваемые комарами, распространяющими болезни, растут, а не уменьшаются, что делает этот пилотный проект важным шагом на пути к внедрению безопасной, самоограничивающейся технологии Oxitec в США», — заявил Грей Франдсен, генеральный директор Oxitec.
