fbTrack
REKLAMA
REKLAMA

Nauka

Genetyczna zagłada komarów

Anopheles gambiae przenosi pasożyty powodujące malarię
shutterstock
Naukowcy odkryli mechanizm genetyczny, który może spowodować wyginięcie komarów z rodzaju Anopheles, odpowiedzialnych za przenoszenie pasożyta malarii.

Żaden z największych zbrodniarzy w historii ludzkości nie może się równać pod względem swych „dokonań" z niewinnie wyglądającym komarem gatunku Anopheles gambiae z rodziny widliszków. Ten kruchy owad przyczynił się do największego ludobójstwa w dziejach. Szacuje się, że od początku istnienia gatunku Homo sapiens zabił ponad miliard ludzi. Mimo ogromnych postępów współczesnej nauki jego zbrodnicza działalność nie maleje, ale systematycznie rośnie z roku na rok. Wraz ze wzrostem demograficznym coraz więcej ludzi zapada na przenoszoną przez tego owada ostrą chorobę pasożytniczą nazywaną malarią. Jej nazwa pochodzi ze starożytnego Rzymu. Mieszkańcy Wiecznego Miasta byli przekonani, że choroba ta przenosi się przez miazmaty, które nazywali „mal aria", co po łacińsku oznaczało „złe powietrze". Dzisiaj wiemy, że malaria, zwana także zimnicą, jest wywołana przez jednego z pięciu rodzajów zarodźca – pasożyta z rodziny Plasmodium, przenoszonego właśnie przez komary z rodzaju Anopheles.

Ponure żniwo

Światowa Organizacja Zdrowia ocenia, że co roku na malarię zapada ok. 220 mln ludzi na całym świecie. Chociaż oficjalne statystyki mówią „jedynie" o 500 tys. ofiar śmiertelnych rocznie, to rzeczywista liczba może być nawet dziesięciokrotnie większa. Jej najczęstszymi ofiarami są bowiem afrykańskie dzieci w wieku do ośmiu lat, których zgony nie zawsze są zgłaszane przez rodziców przedstawicielom służby zdrowia.

Walka z malarią stanowi zatem najważniejsze wyzwanie dla lekarzy w krajach Trzeciego Świata. Także mieszkańcy bogatej Północy nie powinni lekceważyć tej choroby. Częste podróże w tropikalne regiony naszej planety oraz postępujące zmiany klimatyczne prowadzą do przesuwania się linii zasięgu malarii w kierunku Europy i Ameryki Północnej.

Mechanizm samozagłady

Ze względu na wyjątkowo trudne leczenie i oporność pasożyta na stosowane leki naukowcy poszukują bardziej radykalnego rozwiązania w postaci redukcji populacji komarów z rodzaju Anopheles.

Z pomocą w realizacji tego celu przyszli ostatnio brytyjscy genetycy z Imperial College London. 24 września opublikowali w prestiżowym magazynie „Nature Biotechnology" raport przedstawiający ich pracę nad mechanizmem genetycznym, który może doprowadzić do zagłady komarów przenoszących pasożyta malarii.

Mówiąc najbardziej kolokwialnie, polega on na zaburzeniu prawidłowego procesu rozrodczego poprzez wprowadzenie mechanizmu uszkadzającego dwupłciowy gen komara. Napędy genów wykorzystują nożyczki molekularne, znane jako CRISPR/ Cas9, służące do skopiowania i wklejania do DNA organizmu zmian w określonych miejscach. Zostały tak zaprojektowane, aby łamać zasady dziedziczenia, szybko rozprzestrzeniając genetyczne uszkodzenie na całe potomstwo.

Owady, które dziedziczą dwie kopie rozbitego genu, rozwijają się jako samce i nie są w stanie żywić się krwią ludzi ani złożyć jaj. Natomiast zarówno samce, jak i samice, które dziedziczą tylko jedną kopię rozbitego genu, rozwijają się normalnie i są płodne.

Przełom w walce z malarią

„To jest wspaniała wiadomość" – komentuje artykuł w „Nature Biotechnology" James Bull, biolog ewolucyjny z University of Texas w Austin. „Nareszcie mamy technologię, która może radykalnie zmniejszyć zachorowalność na malarię na całym świecie".

Genetykom udało się tak zakłócić podwójny gen płciowy u samicy Anopheles gambiae, że jej żeńskie potomstwo upodobniło się anatomicznie do samców, nie mogło składać jaj, a części ustne samic zmieniły się, uniemożliwiając im gryzienie i spijanie krwi. Samica potrzebuje krwi ssaka dla prawidłowego rozwoju swojego potomstwa. Niedostatek składników wysokobiałkowych zawartych w spijanej krwi powoduje, że samica składa znacznie mniej larw, a wylęgłe larwy są bardzo słabe i mają niewielkie szanse na przeżycie i dalsze procesy rozrodcze.

Naukowcy umieścili owady w dwóch klatkach. W każdej z nich zmieszali 300 normalnych samic i 150 normalnych samców z 150 samcami posiadającymi mechanizm uszkodzonego genu. Ku zadowoleniu badaczy blisko 99 proc. ich potomstwa odziedziczyło genowy dysk. Oznaczało to, że w ciągu rozrodu kolejnych siedmiu pokoleń wszystkie komary w jednej klatce posiadały oczekiwaną przez naukowców zmianę genu. Dzięki temu w następnym pokoleniu nie były już w stanie w ogóle złożyć jaj, przez co cała populacja żyjąca w klatce wyginęła bezpotomnie. W drugiej klatce potrzeba było dopiero 11 pokoleń, aby napęd genów rozprzestrzenił się na wszystkie komary i unicestwił populację.

Czy przyjdą gorsi?

Eksperyment okazał się niezwykle udany. Wprowadzenie niewielkiej grupy z mechanizmem uszkadzającym gen spowodowało, że już osiem pokoleń później komary zaczęły umierać bezpotomnie. Naukowcy mają nadzieję, że ze względu na bardzo szybki okres lęgowy komarów, który występuje średnio co cztery dni, cały gatunek komarów Anopheles wyginie bezpotomnie w ciągu najwyżej kilku lat.

To bardzo dobra wiadomość dla całej ludzkości, która do tej pory bezskutecznie walczyła z malarią. Jednak potencjalna zagłada komarów budzi także poważne obawy natury bioetycznej. Nie wiemy, jakie skutki dla całego ekosystemu może przynieść eliminacja jednego ogniwa łańcucha biologicznego. Naukowcy nie wiedzą też, czy wobec gwałtownego spadku populacji organizmy komarów nie zmutują, tworząc znacznie groźniejszy dla nas mechanizm obronny.

Przyroda nie znosi bowiem pustki. Wyeliminowanie jednego gatunku inwazyjnego może spowodować wytworzenie warunków rozwoju dla innego – często znacznie groźniejszego.

Źródło: Rzeczpospolita
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA

REDAKCJA POLECA

REKLAMA
NAJNOWSZE Z RP.PL
REKLAMA
REKLAMA