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国外研究灭蚊新方法——更改蚊虫基因使其性别失衡

时间:2020-01-22 08:25:36

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国外研究灭蚊新方法——更改蚊虫基因使其性别失衡

对于很多人来说,蚊子可能是最让人讨厌的生物之一了。这种飞行时发出“嗡嗡嗡”的烦人噪音的昆虫,会在最炎热出汗的夏天四处寻找皮肤进行吸血,被吸血后留下的又大又肿的包,这个包瘙痒难忍,严重的影响生活质量。最可怕的还不是这个,蚊子每年都是统计数据中杀人最多的动物,因为它是十几种高传染性、致命性疾病的传播体,比如疟疾、黄热病、登革热、出血热等等。仅,全球有2.28亿被蚊子叮咬感染的疟疾病人,有40.5万人因此死亡。

消灭蚊子是包括笔者在内的很多人的一个美好愿望,目前,这个愿望有望变成现实。

大家小的时候应该就知道了,只有雌蚊会吸食人类的血液,目的是为了使肚子里的卵成熟;而雄蚊子是不吸血的。近日,研究人员研究出了一种,人为改造蚊子基因减少雌蚊数量的方法。

通过破坏雄蚊遗传基因达到目的

帝国理工学院的研究人员利用“基因驱动”技术,对一群冈比亚按蚊(疟疾传播媒介之一)进行了遗传改造,使它们的后代性别比雄性占大多数,从而消灭蚊虫族群。相关研究报告已于5月12日发表在《Nature Biotechnology》上。

该报告的首席作者、帝国理工大学科学家Andrea Crisanti教授说:“这是一项里程碑式的研究,为科学家开发疟疾基因载体控制技术,从而消灭疟疾开辟了一条新路径。”

具体是如何操作的呢,它是基于CRSPR的遗传操作,研究人员设计了一种被称为“男性偏向性畸变基因驱动器(SDGD)”的系统。通过在雄蚊精子生产过程中使用DNA切割酶破坏掉其X染色体,使其仅能生产雄性后代,并且这些遭到破坏的X染色体能够以极小的基因频率进行传播。

实验完成后,研究人员在笼养蚊群中验证改造后的效果,发现这种只产雄性的基因迅速在蚊群中传播,并且没有受到其天然抗性的影响,说明它几乎是100%遗传的。

研究者自豪地说,“我们仍在实验室中测试这些菌株,但是如果基因驱动技术在野外有效,那么它在消除疟疾的斗争中可能会改变游戏规则。”

人工改变蚊子基因会不会造成危险后果?

事实上,早在,帝国理工学院的科学家们就已经有这样的想法了,只不过那个时候他们想针对雌蚊。,他们在《Nature Biotechnology》发表过一篇报告内容是使用CRISPR技术使雌蚊患上不育症来阻止蚊子种群繁育。

“基因阻止蚊虫繁殖”看起来真的是光明无限,人类终于不用忍受这些讨厌昆虫的影响了。但是很快很多学者提出了反对意见。

去年,耶鲁大学进化生物学家Jeffrey Powell就发表研究称,巴西之前实验投放的基因改造蚊子的效果及其影响。他说,“改变蚊子基因”可能会导致出现比其父辈更加强大的“变种蚊”。虽然这个结论后来遭质疑可能有欠考虑,但是关于“基因改造蚊子”的争议却并未停止。

有人质疑道:“哪个国家、机构或个人有权力去改变全世界的自然法则?”但是也有很多研究者支持,比如伊利诺伊州立大学蚊子生态学研究员Steven Juliano就认为,失去蚊子这个物种是值得的,“人类因此遭受的痛苦太过沉重。”

小结

生物界对于蚊子在生态系统中的作用做了大量的实验和研究,最终研究出一个结论——蚊子对它的所有捕食者而言都是小菜,而不是唯一的主菜,蚊子如果灭绝,可以替代它在生物圈中的位置的物种很多,因此长期看不会给生态系统带来太大负面影响。这样看来,蚊虫如果真的灭绝是好处远大于坏处的。但是,蚊子毕竟是存在了一亿多年的物种,生存能力强大,想灭绝它是非常难的。

在巴西实验过的放飞的绝育雄蚊的效果来看,经过基因改造过的雄蚊放飞进蚊子种群后,短时间内蚊虫数量会大幅下降,但是一旦停止放飞改基因雄蚊,蚊虫数量就会迅速反弹,所以需要不停地释放改基因雄蚊。问题在于,基因技术造价高昂,不停地释放改基因蚊虫在经济上划不来。本次帝国理工学院研究的“SDGD”技术,本质上和前面几次的改良基因蚊子没有本质区别,笔者对于他们的成本问题和最后效果不太看好。也就是说,目前通过基因技术来消灭蚊子种群的想法,都只能短期内见效,长期来看效果不大。所以,大家伙也不要指望这些技术真的能灭绝蚊子,还是老老实实的买杀虫剂、蚊香和灭蚊灯吧。

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