Генноинженерные комары помогут побороть малярию и тропическую лихорадку

05.04.200729350
Самцы комаров-анофелесов совершенно незаслуженно страдают от дурной славы, какой пользуются все малярийные комары: ведь мужские особи, в отличие от самок, любят лакомиться пыльцой, нектаром или чем-то сладким, например сахаром, и пугливо прячутся от людей, встречи с которыми настойчиво ищут самки. Для того чтобы отложить тысячи яиц, самке нужна питательная еда: человеческая кровь. Через кровь самки комаров и передают возбудителей малярии – одноклеточных паразитов, которые разрушают клетки крови. Каждый год малярия уносит жизни 1 млн человек.

Покончить с жадными до крови самками и уничтожить этот бич рода человечества ученые Imperial College London надеются с помощью генной инженерии. Решением задачи по увеличению количества мужских особей малярийных комаров они рассчитывают убить сразу двух зайцев: снизить популяцию комаров и уменьшить количество самок, которые разносят инфекцию.



Группа под руководством профессора Андреа Кризанти, который создал первого генномодифицированного малярийного комара, уже готова провести полевые испытания, хотя и в ограниченном пространстве. Профессор Кризанти признается, что у его работы много ярых противников. Биофундаменталисты опасаются, что появление «франкенмаров» приведет к совершенно непредсказуемым последствиям в духе известного романа Мэри Шелли о Франкенштейне. Их озабоченность подкрепляется данными о попытках модификации не только комаров, но и других насекомых: это касается, в частности, паразитов, вызывающих трипаносомоз (болезнь Чагаса), пчел, новые модификации которых должны быть более устойчивы к заболеваниям, и тутового шелкопряда, ГМ-версия которого будет производить более прочные нити. Оппоненты генетиков подчеркивают, что, как только эти существа окажутся в дикой природе, путь назад будет отрезан.

Однако профессор Кризанти настроен оптимистично. «Каждого в нашей лаборатории кусали ГМ-комары, но мы все до сих пор пребываем в добром здравии», – говорит он. Он считает, что потенциальная выгода перевешивает риск, который теоретически могут представлять генетически модифицированные насекомые, но, конечно же, понимает, чем вызваны опасения. «Они вполне закономерны, и мы должны успокоить людей». По его словам, фактов передачи генов от комаров к людям не зафиксировано.

Ранее предпринимались попытки победить малярию с помощью облучения самцов с целью их стерилизации. Этот метод показал свою эффективность, когда с его помощью в Северной Африке был уничтожен опасный паразит – муха Callitroga hominivorax, наносившая ущерб животноводству. Но в случае с малярийными комарами стерилизация – трудновыполнимая задача: в Африке около 100 млрд комаров-анофелесов, и компьютерная модель показывает, что для искоренения малярии на этом континенте потребуется более 100 млрд стерилизованных самцов, так что для их выведения придется построить гигантскую «комариную фабрику». Проблему представляет и то, что молодых самцов очень трудно отличить от самок.

Альтернативный вариант, который прорабатывают исследователи Imperial College London, – создание ГМ-комара, который передаст антималярийные гены своим потомкам. Поскольку переносчиками малярии является небольшой процент самок, для успешной борьбы с заболеванием насекомые, устойчивые к малярии, должны получить широкое распространение – другими словами, ГМ-комары по численности должны превзойти своих обычных сородичей. Согласно расчетам ученых Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе (США), это возможно: достаточно выпустить на свободу несколько миллионов ГМ-комаров.

Профессор Кризанти устроил на территории Imperial College London небольшую комариную ферму, где он выращивает тысячи насекомых. В сопровождении его коллеги, доктора Хилари Рэнсон, корреспондент The Daily Telegraph осмотрел это «производство». Маленькую комнатушку, где очень жарко и влажно, заполонили распространяющие довольно пикантный запах емкости с застоявшейся водой, в которых растут комариные личинки. Что касается взрослых комаров, доктор Рэнсон сама заботится об их пропитании, и, как только она подходит к клетке, комарихи, почуяв запах крови, подлетают к сетке в ожидании, что она протянет им свою руку. Вокруг стоят маленькие вольеры, каждый из которых населяют отдельные разновидности генетически модифицированных насекомых.

Они появились благодаря усилиям еще одного исследователя, Джейсона Бентона. Этажом ниже он проводит хирургические операции, требующие высочайшей точности: тонкой иглой вводит генный материал в эмбрионы. Это не всегда удается. Чтобы можно было проверить, как прошла операция, генный материал запрограммирован на производство флюоресцирующего белка. Если в ультрафиолете половые органы личинки комара светятся зеленым, операция прошла удачно. Чтобы проверить, как работает ген, нужно вывести несколько поколений – каждое требует около 10 дней.

При расшифровке комариного генома ученые попутно открыли несколько других способов «улучшения» насекомых с помощью генной инженерии. В частности, можно изменить поведение анофелесов таким образом, чтобы они предпочитали кровь не человека, а животных, или же создать комаров, которые не могли бы переносить паразитов.

Так, исследовательская группа под руководством доктора Марсело Якобс-Лорена из Университета Джона Хопкинса ввела в эмбрион комара генный материал для выработки пептида, который не позволяет паразитам внедриться в организм комара и обосноваться в его слюнных железах. Другие ученые экспериментируют с иммунной системой комаров, чтобы заставить ее бороться с паразитом.

Поскольку для размножения и роста паразитам требуется какое-то время, уменьшение периода жизни насекомых также уменьшит вероятность распространения ими малярии. «Математическая модель показывает, что сокращение срока жизни комаров окажет значительное влияние на распространение болезни», – говорит профессор Кризанти, который получил на поиск оптимальной генной модификации грант Bill & Melinda Gates Foundation в размере 6 млн фунтов.

В настоящее время группа профессора Кризанти ориентируется на пол насекомых. С помощью генов, которые заставляют комаров светиться в ультрафиолетовом свете, ученые отделяют самцов от самок. Процесс поставлен на поток: можно рассортировать тысячи личинок в час. Затем планируется вырастить, стерилизовать и выпустить на свободу миллионы бесплодных самцов, которые не смогут оставить потомства.

Работа срочная: каждый день в Африке умирают от малярии 2 тысячи детей. Но прежде чем насекомых можно будет выпустить на волю, предстоит проделать большую работу, и профессор Кризанти не хочет обсуждать вопрос о том, когда его комары попадут в естественные условия. Сейчас его единомышленники в одной из африканских стран ведут переговоры о первом этапе эксперимента – нужно выяснить, как ГМ-комары будут ладить со своими обычными сородичами. Если все пойдет хорошо, можно будет поэкспериментировать с геном, который влияет на развитие мужских и женских особей, чтобы склонить соотношение полов в пользу самцов. «По данным компьютерных моделей, этот способ будет весьма эффективен», – говорит профессор Кризанти.

Похоже, что первое ГМ-насекомое, которое окажется в дикой природе, будет все-таки не анофелес, а комар другого вида: Aedes aegypti, который является разносчиком лихорадки денге. Ученые из Университета штата Колорадо под руководством профессора Кеннета Ольсона и Университета Калифорнии в Ирвайне под руководством профессора Энтони Джеймса вывели ГМ-комара, устойчивого к этому заболеванию, от которого каждый год умирают 20 тысяч человек из 50 млн заразившихся.

Правда, ученые использовали другой тип генетического материала – РНК, которая мешает размножению вируса. Ставки высоки: если испытания Aedes aegypti в Мексике пройдут удачно, анофелесам профессора Кризанти дадут зеленый свет. Если же эксперимент потерпит поражение, это станет серьезным ударом по попыткам человека вмешаться в природу насекомых.

Роджер Хайфилд, The Daily Telegraph, 03.04.2007
Перевод http://gzt.ru/

Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей