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疟疾控制
瞄准x染色体
如何让蚊子透过繁衍走向灭绝
杀死蚊子就能根除疟疾!这是控制疟疾最常见的方法,若是运用得宜也颇为有效,问
题出在用来杀死蚊子的杀虫剂也会杀死非常多其他生物。过去关于根除疟疾的天马行空,
有一种是只杀死会散播寄生虫的蚊子:也就是疟蚊属蚊子,尤其是冈比亚疟蚊。近日,伦
敦帝国大学的尼可莱‧温德毕克勒(Nikolai Windbichler)和安德莉亚‧克里桑提(Andrea
Crisanti)就在《自然通讯双月刊》(Nature Communications)发表根除雌性冈比亚疟蚊的
方法。若这方法成功了,短时间内,唯一会吸血并散播寄生虫的雌蚊会马上消失;长期下
来,整个群体缺乏雌蚊就无法繁衍,两方面破坏散播链,便能根除疟疾。
两位研究者设计了叫做归巢内切酶(homing endonuclease)的蛋白质基因,植入蚊子体
内,这些基因很奇特,有点像基因型寄生虫,破坏染色体。这些蛋白质会认特定DNA序列,
一旦序列符合就会将DNA从中切开。在极端情况下,会摧毁染色体(在较缓和的情况下,修
复过程会把内切酶的基因植入修复位点,因此这种基因被称为“归巢”,另一方面也怀疑
其有寄生的特性) 温德毕克勒和克里桑提博士从黏液菌(slime mould)上找到了一种归巢
内切酶,它切的DNA序列正好是冈比亚疟蚊X染色体上一个重复的片段,因此能彻底摧毁染
色体。
蚊子和人类一样,雌性有两个X染色体,雄性则是一个X一个Y,因此未受精的卵都是
一个X染色体,但精子则可能是X或Y,也就是说精子决定了子代的性别。经由转植内切酶基
因到雄蚊基因体内,并设计成只在生成精子(spermatogenesis)时才表现活性(这样就不会
伤害到其他身体功能),研究者创造出几乎制造“雄性”精子细胞的雄蚊,精子为Y染色体
的比率约95%,且这些染色体很多都带有内切酶,因此下一代的精子染色体也会是相同情
况。他们预期在一个群体放入改造后的雄蚊,会使得雄蚊数量持续增加,群体数量则会越
来越少。
研究者在封闭环境下测试的结果正如预期,但在野外能不能成功,端看雌蚊能不能分
出正常与被改造过的雄蚊。若牠们分不出来,那么对特定区域释放一批改造后的雄蚊,至
少能在短期内破坏散播链。
最终天择还是会找到方法,避开内切酶的伤害,蚊子的数量也会回复正常。但若能根除带
有寄生虫的疟蚊,也没有其他地区的疟蚊闯入该地区(有些地方喷杀虫剂后便暂时没有疟
疾,可是别区的疟蚊又跑了进来),那么就能在不破坏当地生态的情况下,创造一个没有
疟疾的区域。