يعمل الباحثون على وضع تقنيات لتربية الجراثيم للبعوض من نوع Aedes - إن وقت جيلهم هو فقط أسابيع 2.5. الوكالة الدولية للطاقة الذرية Imagebank ، CC BY-NC-ND
القريب الذعر الناجم عن الانتشار السريع ل فيروس زيكا جلبت مسألة ملحة جديدة لمسألة كيفية أفضل للسيطرة على البعوض الذي ينقل الأمراض البشرية. الزاعجة المصرية البعوض يعض الناس في جميع أنحاء العالم ، وينشر ثلاثة أمراض فيروسية: حمى الضنك, شكونغنا و زيكا. لا توجد لقاحات فعالة مؤكدة أو أدوية محددة لعلاج المرضى بعد التعاقد على هذه الفيروسات.
السيطرة على البعوض هي الطريقة الوحيدة ، في الوقت الحاضر ، للحد منها. لكن هذه ليست مهمة سهلة. الطرق التقليدية للسيطرة مثل المبيدات الحشرية هي تسقط من صالح - يمكن أن يكون لها تأثيرات بيئية ضارة وكذلك زيادة مقاومة المبيدات الحشرية في ما تبقى من البعوض. الجديد هناك حاجة لطرق مكافحة البعوض - الآن.
الوقت قد حان ، لذلك ، لاستكشاف حلم طويل الأمد ل علماء الأحياء ناقلات، بما في ذلك لي: استخدام علم الوراثة لوقف أو الحد من انتشار الأمراض التي ينقلها البعوض. في حين تقدمت تقنيات تحرير الجينات بشكل كبير في العقود القليلة الماضية ، فإنني أعتقد أننا قد أغفلنا الأساليب القديمة والمحكّبة والصادقة التي يمكن أن تعمل على هذه الحشرات. يمكننا تحقيق هدف إنتاج البعوض غير القادر على نقل مسببات الأمراض البشرية باستخدام نفس أنواع تقنيات التربية الانتقائية التي استخدمها الناس منذ قرون في الحيوانات والنباتات الأخرى.
تقنيات على الطاولة
كانت إحدى الإستراتيجيات الكلاسيكية لتقليل عدد الحشرات سكان الفيضانات مع الذكور العقيمة - تنتج عادة باستخدام الإشعاع. عندما تتزاوج الإناث في المجموعة المستهدفة مع هؤلاء الذكور ، فإنها لا تنتج أي ذرية قابلة للحياة - على أمل أن تتحطم أعداد السكان.
وكان التطور الحديث في هذه الطريقة هو توليد ذكور محورة جينات تحمل جينة مميتة مهيمنة تجعلها معقمة في الأساس ؛ النسل الذي تم تشغيله من قبل هؤلاء الذكور يموتون متأخرين في مرحلة اليرقات ، للقضاء على الأجيال القادمة. وقد تم هذا الأسلوب من قبل شركة التكنولوجيا الحيوية Oxitec وهو حاليا المستخدمة في البرازيل.
بدلاً من مجرد قتل البعوض ، فإن الاستراتيجية الأكثر فعالية ودوامًا هي تغييرها جينيًا بحيث لا تستطيع نقل الميكروبات المسببة للأمراض.
يمكن استخدام تقنية تحرير جينات CRISPR الجديدة القوية لجعل الجينات المحورة (المادة الوراثية من جنس آخر) تستولي على مجموعة من الحيوانات البرية. هذه الطريقة يعمل بشكل جيد في البعوض ويحتمل أن تكون وسيلة ل "تحويل" الجينات المحورة إلى مجموعات. يمكن لـ CRISPR أن تساعد بسرعة في نشر جين يمنح المقاومة لانتقال الفيروس - وهو ما يسميه العلماء بالحرمان.
لكن CRISPR مثيرة للجدل ، وخاصة أنها تنطبق على البشر ، لأنه يمكن نقل الجينات المنقوشة إلى فرد إلى نسلها. لا شك أن استخدام كريسبر لإنشاء وإطلاق البعوض المعدل وراثيا في الطبيعة من شأنه إثارة الجدل. لقد ذهب مدير المخابرات الأمريكية ، جيمس كلابر ، إلى أبعد مدى يصفه CRISPR سلاح محتمل للدمار الشامل.
ولكن هل التكنولوجيات المعدلة وراثيا ضرورية لتعديل تعداد البعوض؟
تربية انتقائية الطريقة القديمة
لقد استمر التعديل الجيني للسكان لعدة قرون بنجاح كبير. وقد حدث هذا بالنسبة لجميع النباتات والحيوانات المفيدة تجاريا والتي يستخدمها الناس في الغذاء أو المنتجات الأخرى ، بما في ذلك القطن والصوف. يمكن أن ينتج التكاثر الانتقائي تغييرات هائلة في التجمعات السكانية على أساس تباين طبيعي يحدث داخل الأنواع.
أثبت الانتقاء الاصطناعي باستخدام هذا التنوع الطبيعي فعاليته مرارًا وتكرارًا ، خاصة في العالم الزراعي. من خلال اختيار الوالدين مع الصفات المرغوبة (الدجاج مع زيادة إنتاج البيض ، والأغنام مع الصوف الناعم) لعدة أجيال متتالية ، يمكن إنتاج سلالة "حقيقية" والتي ستحظى دائمًا بالسمات المرغوبة. قد تبدو هذه مختلفة جدا عن السلف - فكر في كل سلالات الكلاب المستمدة من ذئب السلف.
حتى الآن ، لم يكن سوى عمل محدود من هذا النوع على البعوض. لكنه يظهر أنه من الممكن اختيار البعوض مع انخفاض القدرة على نقل مسببات الأمراض البشرية. لذا بدلاً من إدخال الجينات المحورة من الأنواع الأخرى ، لماذا لا نستخدم التباين الوراثي الموجود بشكل طبيعي في تجمعات البعوض؟
إن اشتقاق سلالات البعوض عن طريق الانتخاب الاصطناعي له العديد من المزايا مقارنة بالنهج المحورة جينيا.
- يتم تجنب كل الجدل والمخاطر المحتملة المحيطة بالكائنات المحورة وراثيا (GMOs). نحن نتحدث فقط عن زيادة انتشار جينات البعوض الطبيعية التي نحبها.
- ومن المرجح أن يكون البعوض المختار المستمد مباشرة من السكان المستهدفين أكثر قدرة على المنافسة عندما يُطلق سراحه إلى زاويته البرية. ولأن السلالة الجديدة المقاومة للحرارة التي لا تستطيع نقل الفيروس تحمل جينات فقط من السكان المستهدفين ، فإنها ستتكيف بشكل خاص مع البيئة المحلية. ومن المعروف أن المعالجات المختبرية لإنتاج البعوض المحول وراثيا خفض لياقتهم.
- من خلال البدء في تعداد البعوض المحلي ، يمكن للعلماء أن يختاروا على وجه التحديد الحراجة لسلالة الفيروس التي تصيب الناس في هذه المنطقة. على سبيل المثال ، هناك أربعة أنواع مختلفة من فيروس حمى الضنك تُسمى الأنماط المصلية serotypes. للسيطرة على المرض ، يجب أن يكون البعوض المختار صامدا للنمط المصلي النشط في ذلك المكان في ذلك الوقت.
- قد يكون من الممكن اختيار سلالات البعوض التي لا تستطيع إرسال فيروسات متعددة. لأن الشيء نفسه الزاعجة المصرية ينقل البعوض حمى الدنك ، والشيكونغونيا ، والزيكا ، والناس الذين يعيشون في أماكن تحتوي على هذه البعوضة معرضة في الوقت نفسه لخطر الإصابة بالأمراض الثلاثة جميعها. رغم أنه لم يتم إثباته بعد ، فلا يوجد سبب للاعتقاد بأن التكاثر الانتقائي الدقيق والمصمَّم بشكل جيد لا يمكن أن يطور البعوض غير قادر على نشر جميع الفيروسات ذات الصلة طبيا.
لحسن الحظ، عبد اللطيف. بعوض هو أسهل البعوض إلى الخلف في الأسر ولديه وقت جيل من حوالي أسابيع 2.5. وبخلاف المورّدين التقليديين للنباتات والحيوانات الذين يتعاملون مع الكائنات الحية مع الأجيال منذ سنوات ، فإن أجيال 10 من اختيار هذا البعوض قد تستغرق بضعة أشهر فقط.
هذا لا يعني عدم وجود عقبات في استخدام هذا النهج. ولعل الأهم هو أن الجينات التي تجعل من الصعب على هذه الحشرات نقل الأمراض قد تجعل الحشرات الفردية أضعف أو أقل صحة من السكان الطبيعيين المستهدفين. وفي نهاية المطاف ، يمكن أن يتنافس البعوض المولود في المختبر ونسله ويتلاشى من السكان البرّيين. قد نحتاج إلى إطلاق البعوض المقاوم للحرارة باستمرار - أي تلك التي لا تكون جيدة في نقل المرض المعني - للتغلب على الانتقاء ضد الجينات الحرارية المرغوبة.
وتتطور مسببات الأمراض المنقولة بواسطة البعوض. قد تتحور الفيروسات لتفادي كتلة أي بعوضة معدلة وراثيا. تحتاج أي خطة لتعديل أعداد البعوض وراثيا إلى وضع خطط طارئة عند تطور الفيروسات أو العوامل المسببة للأمراض الأخرى. يمكن اختيار سلالات جديدة من البعوض بسرعة لمكافحة النسخة الجديدة من الفيروس - لا توجد تقنيات محورة وراثية مكلفة ضرورية.
اليوم ، يستخدم مربي النباتات والحيوانات بشكل متزايد تقنيات جديدة للتلاعب بالجينات لتحسين الأنواع الهامة اقتصاديًا. ولكن هذا فقط بعد أن تم اتخاذ الاختيار الاصطناعي التقليدي بقدر ما تستطيع لتحسين السلالات. يقترح العديد من علماء الأحياء البعوض الذهاب مباشرة إلى أحدث المنهجيات المحورة وراثيا التي لم تظهر في الواقع تعمل في السكان الطبيعية للبعوض. إنهم يتخطون نهجًا أثبت أنه أقل تكلفة وأقل إثارة للجدل ، والذي يجب أن يُعطى على الأقل صورة.
نبذة عن الكاتب
جيفري باول ، أستاذ ، جامعة ييل. اهتماماته الرئيسية هي القضايا الأساسية لعلم الوراثة التطوري والتطور الجزيئي بشكل كبير باستخدام ذبابة الفاكهة ككائن نموذجي وتطبيق التقنيات والمفاهيم الجينية للبعوض للمساعدة في السيطرة على الأمراض التي تنقلها.
تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.
كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ
at سوق InnerSelf و Amazon
