轉(zhuǎn)基因真菌能殺死99%瘧疾蚊子：為對抗瘧疾開創(chuàng)先例

來源：新浪科技 發(fā)布時(shí)間：2019-06-03瀏覽：3226次

轉(zhuǎn)基因真菌能殺死99%瘧疾蚊子：為對抗瘧疾開創(chuàng)先例

　　新浪科技訊 北京時(shí)間6月3日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，瘧疾影響著全球數(shù)億人的正常生活，每年會(huì)導(dǎo)致40多萬人死亡。然而，數(shù)十年以來使用的 殺蟲劑卻未能有效控制攜帶瘧原蟲的蚊子，一些蚊子種類對殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性。近年來，科學(xué)家開始對蚊子和其它有助于消滅蚊子的生物體進(jìn)行基因改造，但在此之 前沒有任何一項(xiàng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)通過實(shí)驗(yàn)室檢測。

　　5月31日，發(fā)表在《科學(xué)》雜志的一篇研究報(bào)告指出，美國馬里蘭大學(xué)和布基納法索組建一支研究小組首次描述了在實(shí)驗(yàn)室之外對抗瘧疾轉(zhuǎn)基因方法的 試驗(yàn)。研究表明，在非洲西部國家布基納法索的一個(gè)試驗(yàn)村莊里，一種天然真菌可以安全地將毒素傳遞給蚊子，從而使一個(gè)密封空間內(nèi)蚊子總數(shù)量減少99%以上。

　　研究報(bào)告第一作者、馬里蘭大學(xué)昆蟲系研究生布萊恩?洛維特（Brian Lovett）說：“迄今為止，還沒有轉(zhuǎn)基因瘧疾控制技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中取得如此大的進(jìn)展，這項(xiàng)最新研究標(biāo)志著一個(gè)巨大進(jìn)步，并為對抗瘧疾和其他轉(zhuǎn)基因方法的發(fā)展開創(chuàng)了先例。”

　　研究報(bào)告合著作者、馬里蘭大學(xué)資深昆蟲學(xué)教授雷蒙德?圣特萊格爾（Raymond St。 Leger）稱，我們證實(shí)了一種轉(zhuǎn)基因真菌比野生真菌的效果更好，下步我們將展示深入研究，盡可能提供一種殺死瘧疾蚊子的可靠方案。

　　真菌是一種自然生成的病原體，在野外環(huán)境感染昆蟲，并緩慢地殺死它們。幾百年以來，真菌一直被用于控制各種害蟲?？茖W(xué)家曾使用針對蚊子的一種菌 株，并基因改良使菌株產(chǎn)生毒素快速殺死蚊子，殺死蚊子的速度超過其繁殖速度。這種轉(zhuǎn)基因真菌導(dǎo)致兩代蚊子數(shù)量驟減，達(dá)到不可持續(xù)的水平。

　　圣特萊格爾說：“你可以將這種真菌想象成一根皮下注射針，我們用它作為一種強(qiáng)效昆蟲毒素注入蚊子體內(nèi)?！?/p>

　　這種毒素是一種叫做“混合體”的殺蟲物質(zhì)，它是從澳大利亞藍(lán)山漏斗網(wǎng)蜘蛛毒液中提取的，現(xiàn)已美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）批準(zhǔn)直接用于農(nóng)作物生產(chǎn)，控制農(nóng)業(yè)害蟲數(shù)量。

　　洛維特說：“我們將轉(zhuǎn)基因真菌簡單地涂在實(shí)驗(yàn)室墻壁一個(gè)懸掛棉布上，45天內(nèi)導(dǎo)致室內(nèi)蚊子數(shù)量驟減。而且它對殺死抗藥蚊子非常有效。”

　　他還指出，實(shí)驗(yàn)室測試表明，這種真菌會(huì)感染所有攜帶瘧疾病毒的蚊子。但是傳播瘧疾的生物種群眾多，并不是所有物種都能適用相同的治療方案。

　　為了基因修改這種真菌，使其能夠生育遺傳“混合體”毒素的后代，馬里蘭大學(xué)研究小組使用了一種標(biāo)準(zhǔn)方法，即利用一種細(xì)菌有意地將DNA轉(zhuǎn)換為真菌，科學(xué)家設(shè)計(jì)的這種DNA導(dǎo)入真菌，提供了使用控制開關(guān)制造“混合體”毒素的藍(lán)圖，通過控制開關(guān)告訴真菌何時(shí)制造出毒素。

　　這種控制開關(guān)是真菌自身DNA代碼的副本，其正常功能是告訴真菌何時(shí)在自己周圍建立一個(gè)防御殼，用于抵御蚊子的免疫系統(tǒng)。對于真菌而言，構(gòu)建這個(gè)的防御殼成本較高，因此它只有在探測到合適的環(huán)境才會(huì)構(gòu)建，通常理想環(huán)境是蚊子血液。

　　通過將控制開關(guān)的遺傳密碼與制造混合體后代的遺傳密碼結(jié)合在一起，科學(xué)家能夠確保基因改良的真菌只在蚊子體內(nèi)產(chǎn)生毒素。研究人員在馬里蘭大學(xué)和布基納法索對其他昆蟲進(jìn)行了基因改良真菌試驗(yàn)，結(jié)果顯示這種真菌對蜜蜂等益蟲是無害的。

　　圣特萊格爾說：“這些真菌具有很強(qiáng)的選擇性，它們通過化學(xué)信號和昆蟲身體特征分辨自己身在何處，它們就像是我們研究的蚊子，當(dāng)它們發(fā)現(xiàn)自己在蚊 子身體上，就會(huì)穿透蚊子身體外層，進(jìn)入昆蟲體內(nèi)。但是它不會(huì)對其他昆蟲帶來這樣的麻煩，所以對于蜜蜂等有益昆蟲而言，這種真菌是安全的?！?/p>

　　洛維特和圣特萊格爾在實(shí)驗(yàn)室里展示了這種基因改良真菌的安全性之后，與布基納法索的科學(xué)同事和政府部門建立密切合作關(guān)系，在模擬自然的受控環(huán)境 中進(jìn)行了測試。在布基納法索一個(gè)瘧疾盛行的農(nóng)村地區(qū)，他們建造了一個(gè)大約655平方米的封閉式建筑物，稱之為“蚊子圈”。其內(nèi)容包含：實(shí)驗(yàn)室、植物、小型 蚊子繁殖池，以及蚊子的食物來源。

　　在一組實(shí)驗(yàn)中，研究人員將黑色棉布分別掛在3間房屋的墻壁上，其中一片黑色棉布涂有芝麻油和轉(zhuǎn)基因真菌Metarhizium pingshaense；第二片黑色棉布涂有野生真菌Metarhizium pingshaense；第三片黑色棉布僅涂了芝麻油。之后他們將1000只成年雄蚊和500只成年雌蚊放在“蚊子圈”的每個(gè)房屋中，建立繁殖種群。然 后，研究人員連續(xù)45天在每個(gè)房屋里清點(diǎn)蚊子數(shù)量。

　　在其中一個(gè)房屋里黑色棉布上涂有轉(zhuǎn)基因越菌，在連續(xù)觀察的45天里蚊子數(shù)量急劇下降，最終僅剩下13只成年蚊子。對于雄性蚊子而言，這不足以形 成蚊子繁殖所需的群體。相比之下，另外兩個(gè)房屋的測試數(shù)據(jù)則完全不同，在涂有野生真菌黑色棉布的房屋內(nèi)，45天之后剩下了455只蚊子；在涂有芝麻油黑色 棉布的房屋內(nèi)，45天之后存活了1396只蚊子。

　　研究人員在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了類似的實(shí)驗(yàn)，他們還發(fā)現(xiàn)感染了轉(zhuǎn)基因真菌的雄性蚊子只產(chǎn)下26個(gè)卵，其中3個(gè)發(fā)育為成年蚊子，而未感染的雌性只產(chǎn)下139個(gè)卵，最終發(fā)育成74只成年蚊子。

　　依據(jù)研究人員的觀點(diǎn)，新的抗瘧疾技術(shù)具有重要意義，黑色棉布和芝麻油相對便宜，在當(dāng)?shù)厝菀踪徺I，轉(zhuǎn)基因真菌滅蚊方法操作簡單，人們只需將這些真菌像殺蟲劑一樣使用就行。

　　洛維特說：“認(rèn)真遵循環(huán)境保護(hù)局（EPA）和世界衛(wèi)生組織（WHO）的協(xié)議書，在當(dāng)?shù)卣脑S可下，我們已將轉(zhuǎn)基因真菌滅蚊技術(shù)在居民社區(qū)進(jìn)行推廣，現(xiàn)已突破了一個(gè)屏障。我們的研究結(jié)果將對任何提出擴(kuò)大根除瘧疾的新技術(shù)、復(fù)雜和潛在爭議的技術(shù)產(chǎn)生廣泛影響。”

　　下步國際科學(xué)家小組希望在布基納法索的村莊和社區(qū)測試轉(zhuǎn)基因真菌滅蚊法，但在該技術(shù)應(yīng)用于一個(gè)開放環(huán)境之前，需要具備許多監(jiān)管措施和社會(huì)條件，但是研究人員表示，該技術(shù)將不斷完善，并獲得實(shí)際推廣應(yīng)用。（葉傾城）