Name: 人口控制媒介种群和遗传的驱动器使用的Wolbachia pipientis替换策略 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-07-04T00:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 21 s
Description: 了解利用沃尔巴克氏体基因驱动系统控制蚊媒种群的方法。本研究探讨Wolbachia pipientis在疟疾防控中的遗传替换策略及其应用前景。

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作者无任何利益冲突需要披露。

种群替换策略在控制媒介种群中的应用及利用沃尔巴克氏菌实现基因驱动

Population Replacement Strategies for Controlling Vector Populations and the Use of Wolbachia pipientis for Genetic Drive

在本视频中，Jason Rasgon 讨论了用于控制疟疾和登革热等虫媒传播疾病的种群替换策略。“种群替换”是指用不具备病原体传播能力的媒介种群，替代具有病原体传播能力的野生媒介种群。目前已有多种理论策略可实现这一目标，其中之一是利用母系遗传的共生细菌沃尔巴克氏体（Wolbachia pipientis）。沃尔巴克氏体是一种广泛存在的生殖寄生菌，能够以牺牲宿主适应性为代价，通过自私性机制实现传播。Jason Rasgon 详细阐述了该共生细菌的基本生物学特性，以及将其应用于虫媒传播疾病控制的多种方法。

关键词：种群替换，虫媒传播疾病，疟疾，登革热，沃尔巴克氏体，Wolbachia pipientis，共生细菌，生殖寄生，母系遗传

在这次访谈中，Jason Rasgon 解释了基因驱动的概念以及有效基因驱动系统的特征。文章假设利用共生细菌沃尔巴克氏体（Wolbachia pipientis）作为将基因扩散到蚊子种群中的手段。

在本视频中，Jason Rasgon 讨论了用于控制疟疾和登革热等虫媒传播疾病的种群替换策略。“种群替换”

我叫Jason Rascon博士。我是约翰斯·霍普金斯大学布隆伯格公共卫生学院分子微生物学与免疫学系以及约翰斯·霍普金斯疟疾研究所的助理教授。我的研究主要关注媒介种群遗传学与媒介传播病原体流行病学之间的关系。因此，疟疾是当今世界上最重要的虫媒传染病。它是一种致命性疾病，每年导致的死亡人数在100万到300万之间，具体数据因统计来源而异。其中大多数是非洲五岁以下的儿童。因此，这是一个巨大的问题。这仅仅是就死亡率而言，此外，在发病率、公共卫生以及对受疫情影响地区的经济负担方面，也是一个重大问题。您知道，在南美洲、非洲和亚洲，这实际上是一个全球性问题，而且正在重新出现。因此，基因驱动系统从理论上使这些策略在经济上成为可能。其核心思想是，您基本上可以用极少数经过基因改造的昆虫来实现对整个种群的控制。而这种基因驱动机制会将该性状在种群中传播并达到较高的频率。可以这样理解：在正常情况下，假设你创造了一种转基因昆虫，它只携带一个拷贝的基因，因为这些昆虫通常是二倍体，每条染色体都有两个拷贝。如果它们仅因随机机会与野生型个体相遇，你预期其后代中有50%会具有该性状。而这些后代中的50%又会将该性状传递下去。因此，该性状会随着时间推移逐渐被稀释。基因驱动机制是指通过各种不同的策略或机制，使超过50%的后代携带该性状。因此，该性状的频率会随着时间推移而增加，而不是被稀释或保持不变。首先，我们需要一个基因驱动系统。目前在实验室之外并不存在真正可行的基因驱动系统。尽管有少数系统在受控程度很高的特定实验室条件下可以发挥作用，但我们确实还没有任何技术达到能够实际应用于自然野外种群的阶段。此外，当前正在考虑多种不同的基因驱动机制。它们各有优缺点，因此实际上并没有哪一种明显优于其他种类。沃巴赫氏菌（Wolbachia）是一种专性母系遗传的细菌，与立克次体（Rickettsia）关系密切，至少在生态演化过程中仅通过母体向子代垂直传播。因此，当母体被感染后，会产下被感染的后代，而雄性则不会被感染，并且在自然界中通过多种不同的机制传播。它可能是地球上分布最广泛的胞内共生细菌，据估计，在已知的所有昆虫中，高达75%都存在这种细菌。它以一种能够最大化其向下一代传播的方式来操控宿主的繁殖。由于对这种细菌而言，雄性属于传播的“死胡同”宿主，因此它会采取各种策略来增加感染雌性的数量。例如，在某些系统中，它会将遗传上的雄性转变为功能上的雌性，或者使雌性产生孤雌生殖能力，从而完全无需交配即可繁殖。它们只能产生被感染的雌性后代，而这些雌性后代同样会继续产生被感染的雌性后代。并且与蚊子有关。Akia 引发一种称为细胞质不相容性的现象。而雄性个体由于对这种细菌而言是“终末宿主”，因而被用作“特洛伊木马”，以降低种群中未感染雌性的适合度。因此，如果一只感染个体的雄性与一只未感染的雌性交配，就会导致该雌性不育；但感染个体

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人口控制媒介种群和遗传的驱动器使用的Wolbachia pipientis替换策略

利用数学建模预测种群替换策略的有效性

在这次坦率的访谈中，Anthony A. James...

利用基因改造蚊子预防疟疾和登革热的传播

为了利用RIDL®（携带显性致死基因昆虫释放）系统实现对埃及伊蚊（Aedes...

大规模生产用于巴西野外释放的基因改造埃及伊蚊（Aedes aegypti）

RNA干扰（RNAi）是揭示基因功能的极为重要的工具。然而，在主要的人类疟疾传播媒介冈比亚按蚊（Anopheles...

向Anopheles gambiae蛹体内递送RNAi触发物

通过胚胎显微注射将核酸递送至全球重要农业害虫昆虫地中海实蝇 Ceratitis capitata

Aedes aegypti 蚊子感染 Wolbachia 后被释放到自然种群中，以抑制节肢动物传播病毒的传播。本文描述了在实验室中培育携带 Wolbachia 感染的 Ae. aegypti...

维持感染 Wolbachia 的 Aedes aegypti 蚊子

高效位点特异性突变的胚胎显微注射技术 致倦库蚊

昆虫不育技术（SIT）用于控制对化学防治可能具有抗性的特定重要医学蚊虫种群。本文介绍了一种大规模饲养和制备不育雄性蚊虫的方法，以供在针对埃及伊蚊（Aedes...

准备用于绝育昆虫技术项目释放的辐射处理并标记的雄性Aedes aegypti蚊虫

本文报告的方案展示了在实验室封闭的小型笼具试验中评估用于病媒控制的基因工程蚊子性能的三种替代方法。每种方案均根据蚊子品系所携带的特定修饰（基因驱动或非基因驱动）以及所测量参数的类型进行定制。...

小型笼具中对基因工程按蚊的实验室试验

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检测 Wolbachia wAlbB 菌株在 白纹伊蚊 细胞系

鉴于其结构简单， 按蚊属 睾丸是研究精子发生过程的良好细胞学模型。本方案描述了完整组织荧光染色的方法 原位 杂交技术，用于研究该生物过程以及携带参与精子生成基因突变的转基因品系的表型。...

整体荧光成像 原位 用于研究精子发生过程的杂交技术 按蚊属 蚊子

了解利用沃尔巴克氏体基因驱动系统控制蚊媒种群的方法。本研究探讨Wolbachia pipientis在疟疾防控中的遗传替换策略及其应用前景。

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