CRISPR Penyuntingan Genom: Pertempuran Penyakit

Bolehkah pengeditan gen menjadi jawapan kepada penyebaran penyakit nyamuk seperti virus Zika dan demam denggi?

Satu gen master-switch yang baru ditemui boleh memberi manusia kelebihan dalam peperangan serangga yang berusia berabad-abad - dan keupayaan untuk memerangi pepijat dengan cara yang lebih murah, lebih berkesan.

AdvertisementAdvertisement

Itu berita gembira dari ahli entomologi dan biokimia di Virginia Tech, yang penemuan gen pengeditnya digariskan dalam kajian, yang diterbitkan hari ini dalam jurnal Trends in Parasitology.

Penulis bersama Zach N. Adelman, PhD, profesor entomologi bersekutu, dan Zhijian Tu, PhD, profesor biokimia, percaya penemuan mereka tentang faktor penentu lelaki dalam nyamuk, digabungkan dengan gen sistem CRISPR-Cas9, boleh berpotensi memaksa populasi nyamuk untuk menghasilkan wanita yang lebih sedikit dan lebih banyak lelaki.

Nyamuk wanita adalah pemancar Zika, demam kuning, malaria, Chikungunya, dan demam denggi.

Iklan

Virus Zika dan penyakit berbahaya lain tersebar hanya oleh 3, 500 spesies nyamuk di dunia, Aedes aegypti atau nyamuk harimau Asia, yang biasa di Amerika Syarikat.

Baca Lagi: Adakah Nyamuk Haiwan Paling Berbahaya di Bumi? »

advertisementAdvertisement

How to "Nix" Nyamuk Wanita

Penemuan Adelman dan Tu tentang faktor penentu lelaki pertama, yang juga dikenali sebagai faktor M, dalam nyamuk dipanggil Nix. Ia dilaporkan pada Mei 2015 dalam kajian berprofil tinggi dalam jurnal Science.

Para penyelidik mendapati bahawa apabila Nix dinyatakan dalam embrio wanita, ia menghasilkan perkembangan kemaluan lelaki dalaman dan luaran.

Para saintis telah berjaya dengan percubaan baru untuk mengendalikan demam denggi secara genetik dengan melepaskan nyamuk steril, transgenik, kata laporan penyelidik.

Tetapi kaedah yang digunakan adalah mahal dan tidak praktikal kerana mereka memerlukan siaran serangga jangka panjang dan sukar untuk dicapai secara besar-besaran.

Ini telah menunjukkan janji sebagai pendekatan yang mudah, cekap, dan tepat untuk memperkenalkan mutasi di hampir mana-mana tapak genom yang menarik dalam pelbagai organisma, termasuk nyamuk. Zhijian Tu, Virginia Tech

Para saintis Virginia Tech telah mendedahkan cara yang lebih baik untuk memerangi serangga yang mematikan.

AdvertisementAdvertisement

"Pendekatan yang lebih berkesan dan kurang mahal adalah untuk memacu gen-gen males dengan sistem CRISPR-Cas9," Tu memberitahu Healthline. "Ini telah memperlihatkan janji sebagai pendekatan yang mudah, cekap, dan tepat untuk memperkenalkan mutasi di mana-mana tapak genom yang menarik dalam pelbagai organisma, termasuk nyamuk. "

'Nyamuk sama seperti kita.Mereka mempunyai dua salinan setiap kromosom mereka, "tambah Adelman dalam wawancara Healthline. "Menambah dalam gen Nix harus memaksa semua nyamuk berkembang sebagai lelaki. "

Menggunakan kaedah semasa, setiap generasi nyamuk steril mesti diternak di kilang dan dibebaskan. Lelaki secara fizikal dipisahkan dari perempuan di kilang.

Iklan

"Dengan kaedah 'gen kejam memandu', wanita tidak perlu disusun di kilang, kerana anda mempunyai semua lelaki," kata Adelman. "Apabila anda menggunakan pendekatan di mana lelaki Nix juga subur, untuk setiap generasi anda belakang di kilang anda boleh mendapatkan banyak generasi menghasilkan semua lelaki di alam liar. "

Read More: Para Ilmuwan Cari Pengeditan Gene dengan CRISPR Keras untuk Menentang»

AdvertisementAdvertisement

CRISPR Adalah Bahan Akhir

Gen Nix dengan sendirinya, bagaimanapun, masih akan diserahkan kepada setengah dari keturunan. Para saintis perlu menggunakan CRISPR-Cas9 untuk memecahkan kromosom yang tidak mempunyai Nix, katanya.

"Sel-sel sangat baik untuk membetulkan kromosom yang patah," kata Adelman. "Dan dalam hal ini mereka akan menggunakan kromosom yang mengandung Nix sebagai panduan untuk memperbaiki patah. Hasilnya adalah setiap kromosom sekarang akan mengandungi Nix, bukan hanya satu. Oleh itu, kebanyakan anak lelaki akan menjadi lelaki dalam setiap generasi. "

" Ia menjadi jelas kepada kita bahawa Nix adalah calon yang kuat untuk faktor penentu lelaki kerana ia hanya terdapat pada lelaki, "kata Tu. "Ia dinyatakan awal semasa pembangunan sebelum seks ditentukan, dan urutannya menunjukkan fungsi yang berpotensi dalam mengawal selia pemain utama dalam penentuan jantina. "

Iklan

Para saintis menunjukkan bahawa Nix adalah faktor penentu lelaki yang pertama dalam nyamuk dengan menunjukkan bahawa ia adalah" diperlukan dan mencukupi "untuk memulakan pembangunan nyamuk lelaki, katanya.

Pada peringkat seterusnya, Adelman dan Tu akan menguji hipotesis mereka.

IklanAdvertisement

Mereka percaya jika mereka menggabungkan satu atau beberapa gen utama penentuan lelaki (seperti Nix) ke dalam autosomes (kromosom yang tidak berkaitan dengan seks), ia akan mencukupi untuk mengurangkan jumlah nyamuk betina sama ada dengan menganugerahkan lethality wanita atau menjadikan perempuan menjadi lelaki yang subur atau steril.

Adelman berkata "masih banyak terperinci teknikal untuk bersenam" - termasuk mendapatkan sokongan tempatan untuk pengujian bidang teknologi - sebelum mereka dapat menerapkan penemuan mereka di lapangan.

Baca Lagi: Mengapa Beberapa Penyakit Boleh Dibasmi dan Lain-lain Tidak Dapatkah

Bagaimana Nix Works adalah Misteri

Pada masa ini, masih belum jelas bagaimana Nix mengendalikan penentuan seks di nyamuk, Tu berkata, Faktor-faktor yang dipelihara merentas spesies yang menghantar penyakit yang berlainan.

Beliau menambah bahawa keberkesanan dan kestabilan jangka panjang sistem pemacu gen CRISPR di dalam nyamuk tetap tidak diketahui.

"Pendekatan baru ini mungkin lebih berkesan daripada teknik serangga steril klasik untuk mencapai pengurangan populasi dan mengawal penyakit, kerana bias lelaki dikekalkan selama bertahun-tahun," kata Tu."Pendekatan ini akhirnya akan membatasi sendiri kerana penduduk tempatan boleh mengalami kemalangan akibat bilangan wanita yang tidak mencukupi, yang boleh menghapuskan gen Nix yang dihasilkan dari alam sekitar. "

Kerja mereka telah disokong oleh dua geran penerokaan dari Institut Alergi dan Penyakit Berjangkit Nasional di Institut Kesihatan Nasional. Bulan ini mereka menerima dua lagi geran dari agensi yang sama untuk meneruskan penyelidikan mengenai penentuan hubungan seks dan aplikasi yang berkaitan di kedua-dua Aedes aegypti dan Anopheles stephensi (pembawa malaria di India, Asia Selatan dan Timur Tengah).

Walaupun penyelidikan mereka mempunyai pengaruh yang luar biasa terhadap kesihatan global, saintis prihatin terhadap etika melepaskan organisma diubahsuai secara genetik ke alam sekitar.

"Kami mengambil perhatian serius ini," kata Adelman. "Menerbitkan pandangan kami mengenai teknologi sekarang, ketika masih ada beberapa tahun sebelum setiap uji coba yang potensial, harus membantu membawa semua argumen ke dalam lingkup publik dengan cukup waktu untuk memiliki diskusi yang bermaklumat. "