Комары убивают больше людей каждый год, чем любое другое животное. В 2023 году кровососущие насекомые заразили малярией 263 миллиона человек, что привело к почти 600 тысячам смертей, 80% из которых — дети.
Препятствия на пути борьбы с малярией
Недавние попытки блокировать передачу малярии были приостановлены из-за того, что комары адаптировали устойчивость к инсектицидам, а паразиты, живущие в комарах и вызывающие малярию, стали устойчивы к лекарствам. Эти неудачи усугубила пандемия COVID-19, которая помешала текущим усилиям по борьбе с малярией.
Новое слово в борьбе с малярией
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Университета Джона Хопкинса, Калифорнийского университета в Беркли и Университета Сан-Паулу разработали новый метод, который генетически блокирует передачу малярии комарами. Их работа [опубликована](https://www.nature.com/articles/s41586-025-09283-6) в журнале Nature.
Биологи Чжицянь Ли и Этан Биер из Калифорнийского университета в Сан-Диего вместе с Юэмей Донг и Джорджем Димопулосом из Университета Джона Хопкинса создали систему редактирования генов на основе CRISPR, которая изменяет одну молекулу внутри комаров — крошечное, но эффективное изменение, которое останавливает процесс передачи малярийных паразитов. Генетически изменённые комары всё ещё могут кусать людей с малярией и заражаться паразитами из их крови, но паразиты больше не могут передаваться другим людям.
Новая система предназначена для генетического распространения признака устойчивости к малярии до тех пор, пока целые популяции насекомых больше не будут переносить вызывающих болезнь паразитов.
«Замена одной аминокислоты в комарах на другой естественный вариант, который предотвращает их заражение малярийными паразитами, и распространение этого полезного признака среди популяции комаров — это переломный момент», — сказал Биер, профессор кафедры клеточной биологии и биологии развития Калифорнийского университета в Сан-Диего. «Трудно поверить, что это одно крошечное изменение имеет такой драматический эффект».
Как работает новая система
Новая система использует CRISPR-Cas9 «ножницы» и направляющую РНК для создания генетического разреза в точном месте в геноме комара. Затем он заменяет нежелательную аминокислоту, которая передаёт малярию, на полезную версию, которая этого не делает.
Система нацелена на ген, который производит белок, известный как FREP1, который помогает комарам развиваться и питаться кровью, когда они кусают. Новая система заменяет аминокислоту в FREP1, известную как L224, на генетический вариант, или аллель, называемый Q224. Болезнетворные паразиты используют L224 для проникновения в слюнные железы насекомого, где они оказываются в положении, позволяющем заразить человека или животное.
Профессор Димопулос из Департамента молекулярной микробиологии и иммунологии и Исследовательского института малярии Джона Хопкинса (Bloomberg School of Public Health) и его лаборатория протестировали штаммы комаров Anopheles stephensi, основного переносчика малярии в Азии. Они обнаружили, что переключатель L224-на-Q224 может эффективно блокировать проникновение двух различных типов малярийных паразитов в слюнные железы, тем самым предотвращая заражение.
«Красота этого подхода заключается в использовании естественно встречающегося аллеля гена комаров», — сказал Димопулос. «С помощью одного точного изменения мы превратили его в мощный щит, который блокирует несколько видов малярийных паразитов и, вероятно, у различных видов комаров и популяций, прокладывая путь для адаптируемых стратегий борьбы с этой болезнью в реальных условиях».
В ряде последующих тестов исследователи обнаружили, что, хотя генетический переключатель нарушил способность паразита инфицировать, нормальный рост и размножение комаров остались неизменными. Комары, несущие вставленный вариант Q224, продемонстрировали такую же приспособленность, как и те, у которых была исходная аминокислота L224, что является ключевым достижением, поскольку белок FREP1 играет важную роль в биологии комара, которая отличается от его роли в использовании малярийными паразитами.
Подобно генному драйву, исследователи создали технику, позволяющую потомству комаров генетически наследовать аллель Q224 и распространять его среди своих популяций, останавливая передачу малярийных паразитов. Эта новая «аллельная система» следует аналогичной системе, недавно разработанной в лаборатории Биера, которая генетически устраняет устойчивость к инсектицидам у сельскохозяйственных вредителей.
«В предыдущем исследовании мы создали самоустраняющийся драйв, который переводит популяцию плодовых мух из состояния устойчивости к инсектицидам обратно в исходное состояние восприимчивости к инсектицидам. Затем эта генетическая кассета просто исчезает, оставляя только дикую популяцию насекомых», — сказал Биер. «Аналогичная система фантомного драйва может превратить популяции комаров в носителей устойчивого к паразитам варианта FREP1Q».
Хотя исследователи продемонстрировали эффективность переключения L224-на-Q224, они ещё не до конца понимают, почему это изменение работает так эффективно. Текущие исследования направлены на изучение того, как аминокислота Q224 блокирует путь проникновения инфекции паразита.
«Этот прорыв — результат слаженной работы и инноваций в разных учреждениях», — сказал Димопулос. «Вместе мы использовали природные генетические инструменты, чтобы превратить комаров в союзников в борьбе с малярией».
Предоставлено [University of California — San Diego](https://phys.org/partners/university-of-california—san-diego/)
Другие новости по теме
- Руководство по выживанию в условиях запрета на использование шлангов: какие садовые растения спасти, а какие — принести в жертву
- Две новые разновидности мускатного винограда скоро появятся этой осенью и позволят расширить сезон выращивания
- Новая система оценки состояния кожи и шерсти лошадей помогает понять влияние паразитов
- Исследование раскрывает технологически привлекательный трюк, используемый микроводорослями для управления светом
- Шаг к разгадке главной тайны жизни на Земле
- Международный конкурс проверяет инструменты для анализа движения отдельных молекул
- Наблюдение за скатами: впервые используемые метки раскрывают скрытое поведение и места обитания
- Договор на миллиард долларов: Гейтс и Кох объединяются, чтобы «исправить» Америку — но какой ценой? После сокращения федеральных контрактов компания Илона Маска xAI празднует сделку с Пентагоном на 200 миллионов долларов и новый импульс от правительства. У каждого был смартфон до десяти лет: сегодня учёные бьют тревогу
- Система раннего предупреждения может предотвратить проблемы, связанные с корнями уличных деревьев, блокирующими канализационные трубы
- Вредные жуки угрожают любимым дубам Сакраменто
Другие новости на сайте
- Battlefield 6 🎮: Дата выхода назначена на 10 октября, анонсировано издание Phantom Edition за €109,99
- Square от Джека Дорси запускает платежи в биткоинах для продавцов — Best Wallet обеспечивает будущее криптовалют
- Интеграция гребёнки оптических частот повышает точность измерения абсолютных расстояний
- Интеграция гребёнки оптических частот повышает точность измерения абсолютных расстояний
- Климатические катастрофы приводят к тому, что люди остаются без крыши над головой, но мы можем многое сделать, чтобы изменить ситуацию.
- Q&A: эксперт обсуждает последствия планов администрации в сфере ИИ
- Руководство по выживанию в условиях запрета на использование шлангов: какие садовые растения спасти, а какие — принести в жертву
- PayPal объединяется с гигантами из Индии и Китая для создания глобальной платёжной сети
- Microsoft откатывает повышение цены для The Outer Worlds 2 🎮💸 Игра выйдет на Xbox за $70
- Ставки на теннис в BetWhale — Подай свою победу 🎾🔥