基因工程工具的成功提高了消灭疟疾携带者的希望

这些新结果来自于小规模的实验室研究。研究人员使用基因工程工具对冈比亚按蚊(Ah-NOF-eh-lees gambeae -aye)进行了改变。结果，蚊子在8到12代之间就停止了繁殖。研究人员于9月24日在《自然生物技术》杂志上发表了报告。如果这一发现在更大范围的研究中得到证实，这一工具可能是第一种能够消灭携带疾病的蚊子的工具。

“这是伟大的一天，”詹姆斯·布尔说。他是德克萨斯大学奥斯汀分校的进化生物学家。他没有参与这项研究。“我们现在使用的技术可能会从根本上改变全世界的公共卫生。这是因为冈比亚是在非洲传播疟疾的主要蚊子。据世界卫生组织统计，全球每年有超过40万人死于该病。许多死者都是儿童。

研究人员通过基因驱动改变了蚊子的基因。基因驱动使用被称为CRISPR/Cas9的分子“剪刀”，在精确的位置复制并粘贴到生物体的DNA中。它们被设计来打破继承的规则。它们可以迅速将基因变异传播给所有的后代。

这种新的基因驱动破坏了一种蚊子的基因，这种基因被称为双blesex。携带两份破损基因副本的雌蚊子会像雄蚊子一样发育。它们不能咬或产卵。无法叮咬意味着它们无法传播疟原虫。只有一个被破坏基因拷贝的男性和女性发育正常，并能生育。不管有没有基因驱动，雄性不会咬人。

改变基因

在两个笼子里，研究人员分别放置了300只雌性和150只雄性冈比亚正常蚊子。然后他们添加了150只携带基因驱动的雄性老鼠。在每一代中，95%到99%以上的后代遗传了这种基因驱动。通常情况下，只有50%的后代会遗传一个基因。

在7代之内，一个笼子里的所有蚊子都携带了这种基因驱动。下一代没有生产鸡蛋。人口逐渐减少。在另一个笼子里，基因驱动花了11代的时间才扩散到所有蚊子身上，并导致蚊子数量锐减。笼子里的昆虫在第12代没有繁殖后代。

其他基因驱动研究也做了计算机模拟，以预测驱动在人群中传播需要多长时间。这是这种方法首次在蚊子身上取得成功。

其他类型的基因驱动也以很高的比率遗传给后代。但在这些实验中，破坏CRISPR/Cas9切割位点的DNA变化或突变突然出现。这使得携带这种变异基因的蚊子能够抵抗这种驱动。

在这项新研究中，一些蚊子也产生了突变。然而，“没有观察到耐药性，”该研究的合作者Andrea Crisanti说。他是伦敦帝国理工学院的英国医学遗传学家。这些突变破坏了doublesex基因。携带这些破损基因的雌性老鼠是不育的，无法将突变遗传给下一代。

所有的昆虫都有某种版本的双歧杆菌。Crisanti说:“我们相信这个基因可能代表着开发新的虫害控制措施的脆弱性。”

冈比亚人喜欢咬人。这使得它很擅长在人与人之间传播疟疾。基因驱动现在提出了故意导致这种物种灭绝的可能性。

奥马尔•阿克巴里(Omar Akbari)表示:“如果你有一种可以根除蚊子的技术，不使用这种技术是不道德的。”他是加州大学圣地亚哥分校的遗传学家。他没有参与这项工作。但Akbari认为，基因驱动在野外的效果不太可能像在实验室里那样好。这是因为在某个时候，抗性必然会突然出现。

没有人知道如果所有的蚊子都死了会对环境造成什么影响。例如，对于以蚊子为食的物种来说，可能存在问题。另一个未知因素是基因驱动是否能遗传给其他物种。菲利普•梅塞尔说，如果一个“詹姆斯•邦德式的恶棍”利用类似的基因驱动来攻击蜜蜂或其他有益昆虫，情况会怎样?他是纽约伊萨卡康奈尔大学的人口遗传学家。在这种情况下，很简单。这就是我担心的。