轉基因真菌能殺死99%瘧疾蚊子：為對抗瘧疾開創先例

來源：新浪科技 發布時間：2019-06-03瀏覽：2950次

轉基因真菌能殺死99%瘧疾蚊子：為對抗瘧疾開創先例

　　新浪科技訊 北京時間6月3日消息，據國外媒體報道，世界衛生組織統計數據顯示，瘧疾影響著全球數億人的正常生活，每年會導致40多萬人死亡。然而，數十年以來使用的 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生抗藥性。近年來，科學家開始對蚊子和其它有助于消滅蚊子的生物體進行基因改造，但在此之 前沒有任何一項轉基因技術通過實驗室檢測。

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

　　研究報告第一作者、馬里蘭大學昆蟲系研究生布萊恩?洛維特（Brian Lovett）說：“迄今為止，還沒有轉基因瘧疾控制技術在實驗中取得如此大的進展，這項最新研究標志著一個巨大進步，并為對抗瘧疾和其他轉基因方法的發展開創了先例。”

　　研究報告合著作者、馬里蘭大學資深昆蟲學教授雷蒙德?圣特萊格爾（Raymond St。 Leger）稱，我們證實了一種轉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。科學家曾使用針對蚊子的一種菌 株，并基因改良使菌株產生毒素快速殺死蚊子，殺死蚊子的速度超過其繁殖速度。這種轉基因真菌導致兩代蚊子數量驟減，達到不可持續的水平。

　　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效昆蟲毒素注入蚊子體內。”

　　這種毒素是一種叫做“混合體”的殺蟲物質，它是從澳大利亞藍山漏斗網蜘蛛毒液中提取的，現已美國環境保護署（EPA）批準直接用于農作物生產，控制農業害蟲數量。

　　洛維特說：“我們將轉基因真菌簡單地涂在實驗室墻壁一個懸掛棉布上，45天內導致室內蚊子數量驟減。而且它對殺死抗藥蚊子非常有效。”

　　他還指出，實驗室測試表明，這種真菌會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，馬里蘭大學研究小組使用了一種標準方法，即利用一種細菌有意地將DNA轉換為真菌，科學家設計的這種DNA導入真菌，提供了使用控制開關制造“混合體”毒素的藍圖，通過控制開關告訴真菌何時制造出毒素。

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

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

　　圣特萊格爾說：“這些真菌具有很強的選擇性，它們通過化學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，當它們發現自己在蚊 子身體上，就會穿透蚊子身體外層，進入昆蟲體內。但是它不會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。”

　　洛維特和圣特萊格爾在實驗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同事和政府部門建立密切合作關系，在模擬自然的受控環境 中進行了測試。在布基納法索一個瘧疾盛行的農村地區，他們建造了一個大約655平方米的封閉式建筑物，稱之為“蚊子圈”。其內容包含：實驗室、植物、小型 蚊子繁殖池，以及蚊子的食物來源。

　　在一組實驗中，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”的每個房屋中，建立繁殖種群。然 后，研究人員連續45天在每個房屋里清點蚊子數量。

　　在其中一個房屋里黑色棉布上涂有轉基因越菌，在連續觀察的45天里蚊子數量急劇下降，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，另外兩個房屋的測試數據則完全不同，在涂有野生真菌黑色棉布的房屋內，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，45天之后存活了1396只蚊子。

　　研究人員在實驗室進行了類似的實驗，他們還發現感染了轉基因真菌的雄性蚊子只產下26個卵，其中3個發育為成年蚊子，而未感染的雌性只產下139個卵，最終發育成74只成年蚊子。

　　依據研究人員的觀點，新的抗瘧疾技術具有重要意義，黑色棉布和芝麻油相對便宜，在當地容易購買，轉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：“認真遵循環境保護局（EPA）和世界衛生組織（WHO）的協議書，在當地政府的許可下，我們已將轉基因真菌滅蚊技術在居民社區進行推廣，現已突破了一個屏障。我們的研究結果將對任何提出擴大根除瘧疾的新技術、復雜和潛在爭議的技術產生廣泛影響。”

　　下步國際科學家小組希望在布基納法索的村莊和社區測試轉基因真菌滅蚊法，但在該技術應用于一個開放環境之前，需要具備許多監管措施和社會條件，但是研究人員表示，該技術將不斷完善，并獲得實際推廣應用。（葉傾城）