基因工程技術首成功 有望讓瘧蚊滅絕!

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瘧疾是一種由瘧原蟲所引起的傳染性疾病,根據世界衛生組織(WHO)的資料顯示,2016年,全球約有2.16億人感染瘧疾,死亡人數高達44.5萬人,其中多數為非洲兒童。日前,英國科學家利用基因改造工程的技術,使人工培育的母甘比亞瘧蚊失去繁衍能力,有望可減少瘧疾的病例數以及死亡人數。此研究已刊登於9月24日的《自然生物技術》醫學期刊。

改造蚊子性染色體    影響雌蚊生育能力

瘧疾是一種可以致命的嚴重疾病,由瘧原蟲所屬的寄生蟲所引發,其主要傳染途徑是由受感染的雌性瘧蚊傳播,當雌性蚊子叮咬了瘧疾患者後,蚊子會受到感染,並叮咬另一人將瘧疾傳播出去。

英國倫敦帝國學院(Imperial College London)生物學家克里桑提(Andrea Crisanti)和博爾特(Austin Burt)想到,想消滅這些具有傳播力的瘧蚊,那麼斷絕他們的生育繁衍能力或許是一種方法,於是團隊針對瘧疾主要帶原者-甘比亞瘧蚊(Anopheles gambiae)執行實驗。

甘比亞瘧蚊身上有一組與性別有關的基因,叫做「doublesex」(Agdsx),其控制兩性的分化。與雄蚊不同,雌蚊身受有一對,而雄蚊只有一個。他們利用「CrisPr-Cas9」基因編輯技術,改造了「doublesex」這個對於蚊子的生育繁殖之重要染色體。

經過實驗發現,若破壞此組基因,對於雄蚊而言不影響發育或生育力;但對於雌蚊就不一樣了,如果其中一個被換成改過的基因,一切正常,但如果兩個都換成改過的基因,則這隻雌蚊就會同時出現雄蚊及雌蚊的特徵,即不會叮咬人類也不會產卵。

基因驅動技術   斷絕瘧蚊子孫

而實驗有了令人振奮的結果,經過科學家們修改過的基因幾乎100%遺傳至下一代,在實驗室裡的甘比亞瘧蚊們繁衍至7-11代後,由於缺乏具有生育能力的蚊子,導致產卵量減少甚至到整個族群全數瓦解滅亡的程度。

這種技術稱為「基因驅動」(gene drive),所謂基因驅動是能將自身的基因以非常高的機率傳給下一代,也就是正常生物只要與有基因驅動的生物交配,下一代幾乎百分百會帶有基因驅動。但這其實爭議性頗大,因為這是人為操控的並不存在自然界,若是超越人為所能控制的範圍,勢必會對整個生態圈造成未知不可逆的影響。

然而,克里桑提表示:「這項突破顯示,基因區動能發揮作用,為對抗數百年來困擾人類的疾病帶來希望。」雖然可能還需要花費5至10年的時間完成不同品種蚊子的野外試驗。

基改蚊子  首度釋放於非洲野外

今年九月,研究團隊已獲得非洲布吉納法索政府的批准,預計將基因改造蚊子釋放到野外。而這些蚊子是經過基因改造而無繁殖能力的雄性。先釋放這些蚊子的目的並非在根除瘧疾,而是幫助提升當地人對新科技的認識與信任,使當地人對於基因改造生物的接受度提高。

希望未來有朝一日能利用此基因工程技術,加速根除可怕的瘧並一併消滅蚊子這個惱人的生物!

生醫編輯群

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