防瘧疾新招 「基改蚊子」研究有突破 | 環境資訊中心
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防瘧疾新招 「基改蚊子」研究有突破

2014年06月16日
本報2014年6月16日綜合外電報導,林雅玲編譯;蔡麗伶審校

基改蚊子可能促使蚊群瓦解,科學家稱此為「大躍進」,對於根除瘧疾將可能有重大貢獻。方法是利用新技術將特定基因置入蚊子體內,促成蚊子後代幾乎都是雄性,最終瓦解蚊子族群。

這項新研究發表在6月10日刊的《自然.通訊》,作者之一克里桑蒂(Andrea Crisanti)表示:「這在短期內能帶來好處,因為雄蚊不咬人(因此不會傳播瘧疾)」;「長遠來看,最終我們能消除或大幅減少蚊子數量。若結合其他工具(如殺蟲劑),對於根除瘧疾將有重大貢獻。」

蚊子。(圖:Andy Langager)

損傷染色體DNA 雌蚊成功在第六代完全消失

瘧疾每年造成超過100萬人死亡,其中大多數是非洲兒童,過去對抗瘧疾的努力包括利用蚊帳預防叮咬,以及噴灑殺蟲劑滅除傳播瘧疾的主要蚊媒甘比亞瘧蚊(Anopheles gambiae)。

英國倫敦帝國學院的團隊開發了新技術,他們將一個導致蚊子後代多數為雄性的基因置入蚊子體內,最終在第六代促成雌蚊完全消失,族群數量因而急劇下降。

科學家置入蚊子的基因是黏菌的一個「自返核酸內切酶」(homing endonuclease),稱為I-Ppol。這個基因製造的蛋白質在雄蚊製造精子時會附著在X染色體,接著裂解染色體的部份DNA。結果便是95%以上的蚊子後代皆為雄性。

研究人員發現,讓改造蚊子與野生蚊交配,產生的後代不但具有生殖能力且能傳遞該基因,後代也壓倒性地都是雄蚊。「在野外,X染色體積累的損傷可能會顯著促進目標蚊群的消亡,」科學家在論文裡提到。

改變害蟲性別組成 學界早有共識

克里桑蒂表示:「相較過去所做的努力,該技術是巨大突破。」他在2008年發表的研究採取類似作法,但卻無意間造成蚊子不育,因此限制了該基因的散播能力。

英國倫敦帝國學院的研究人員溫德比赫勒(Nikolai Windbichler)是研究的共同作者,他表示扭曲害蟲族群的性別組成概念已超過50年歷史,不過直到現在我們才有可供運用的技術來落實想法。

科學家正往蚊子體內注射,以研究瘧疾傳播。(圖:NIAID)

「這個概念是由著名的演化生物學家漢密爾頓(W. D. Hamilton)提出,但直到現在才得以實現。確實有自私染色體(selfish chromosomes),但是它們太複雜了,所以我們利用合成生物學從頭打造類似的自返基因。」他表示,「我們找到蚊子在遺傳學上的致命傷害了!」

牛津大學動物學研究人員邦薩爾(Michael Bonsall)在讀過這篇文章後,認為該研究「超酷的」,而且「對管控瘧疾傳播有重要意義」。

英國倫敦衛生及熱帶醫學院的講師華克(Thomas Walker)表示這是「非常好的科學」,並且「非常有潛力」,但他表示還是有些不確定性,因為我們不清楚基改蚊子離開實驗室在野外的生存情形。

「釋放基改蚊子到野外的最大疑慮,是牠們能否與現存的雄蚊競爭?如果無法競爭就失去與野生雌蚊交配的機會。目前沒有證據認為牠們無法在野外交配,但也許釋放後,會發現(比起野生雄蚊)牠們不是理想的雄蚊。不過,這個理論真的很棒!」

改變生態系有疑慮 民團:是否放出基改蚊子應由當地人決定

英國非營利團體「基因觀察」(GeneWatch)的威廉斯(Helen Williams)對於之前釋放基改蚊子的研究,一直抱持質疑態度,她警告這可能在無意中造成蚊子族群瓦解。「我們希望在釋放前,能確保適當考量過相關風險。舉例來說,減少某一蚊子種類的數量,可能會造成另一種蚊子增多,所以情況可能更糟。我們移除一個物種就改變了生態系統,往往對另一物種是個優勢。」

她認為是否該在野外釋放這些基改蚊子,最終應由當地的國民來決定。