Strategie zastępowania populacji w celu kontrolowania populacji wektorów i wykorzystania Wolbachia pipientis do napędu genetycznego

Nazywam się Dr. Jason Rascon. Jestem adiunktem w Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health na Wydziale Mikrobiologii Molekularnej i Immunologii, a także w Johns Hopkins Malaria Research Institute. Interesuję się szeroko pojętym związkiem między genetyką populacji wektorów a epidemiologią patogenów przenoszonych przez wektory.

Tak więc malaria jest obecnie najważniejszą chorobą przenoszoną przez wektory na świecie. To ogromny zabójca. To zabija, statystyki wahają się od jednego do 3 milionów ludzi rocznie.

Większość z nich to dzieci poniżej piątego roku życia mieszkające w Afryce. Jest to więc ogromny problem. A jeśli chodzi o śmiertelność, to jest również ogromne obciążenie pod względem zachorowalności i zdrowia publicznego, a także obciążenie dla gospodarki tych obszarów, gdzie, gdzie jest dotknięty, naprawdę jest to problem.

Wiecie, w Ameryce Południowej, Afryce i Azji, to jest, jest, to, to jest rodzaj ogólnoświatowego problemu, który się odradza. Tak więc system napędu genowego jest tym, co sprawia, że te strategie są teoretycznie możliwe z ekonomicznego punktu widzenia. Chodzi o to, że zasadniczo można zobaczyć populację z bardzo małą liczbą zmodyfikowanych owadów.

A mechanizm, mechanizm napędu genowego, będzie rozprzestrzeniał tę cechę w populacji z dużą częstotliwością. Sposób myślenia o tym jest taki, że w normalnym, powiedzmy, że stworzyłeś transgenicznego owada, który ma jedną kopię genu, ponieważ te owady normalnie są diploidalne. Mają dwie kopie każdego chromosomu.

A jeśli spotkają się z dzikim typem tylko na podstawie losowego przypadku, można się spodziewać, że 50% ich potomstwa będzie miało tę cechę. A potem 50% tego potomstwa miałoby to. I tak to by się po prostu rozcieńczyło z czasem.

Mechanizm napędu genowego mówi, że dzięki wielu różnym mechanizmom lub strategiom strategicznym ponad 50% tego potomstwa będzie nosicielami tej cechy. Tak więc w rzeczywistości będzie on wzrastał w swojej częstotliwości z czasem, zamiast zostać rozcieńczony lub pozostać na tej samej częstotliwości. Po pierwsze, potrzebujemy systemu napędu genowego.

Tak naprawdę nie ma żadnego realnego systemu napędu genowego, który istniałby poza laboratorium. Jest kilka, które mogą działać w pewnych warunkach w bardzo kontrolowanych środowiskach laboratoryjnych, ale tak naprawdę nie mamy niczego, co jest w punkcie, w którym moglibyśmy faktycznie zastosować to w naturalnych populacjach polowych. A wszystkie te mechanizmy napędu genowego są obecnie rozważane.

Wszystkie mają zalety, wszystkie mają wady, a więc tak naprawdę nie ma nikogo, kto wydawałby się być z natury lepszy od któregokolwiek innego. Tak więc Akia Pipi jest obowiązkową bakterią dziedziczoną po matce. Jest blisko spokrewniony z Rickettsia i jest przenoszony wyłącznie przez co najmniej ponad evolu, przez cały czas ekologiczny od matki do potomstwa.

Tak więc matka jest zarażona, rodzi zarażone potomstwo, samiec nie jest zarażony i jest zarażony przez wiele różnych mechanizmów, które są po prostu w naturze. Jest to prawdopodobnie najbardziej rozpowszechniona endos symbioza, endos, symbiotyczna bakteria na ziemi. Szacuje się, że występuje nawet u 75% wszystkich znanych owadów.

I manipuluje reprodukcją gospodarza w taki sposób, aby zmaksymalizować jego transmisję do następnego pokolenia. A ponieważ samce są ślepymi zaułkami dla tej bakterii, robi ona wszystko, aby zmaksymalizować liczbę zarażonych samic. Tak więc w niektórych systemach zmieni genetycznych samców w funkcjonalne samice lub zmieni samice w geny, gdzie po prostu nigdy nie będą musiały się kojarzyć.

Mogą po prostu mieć zainfekowane potomstwo płci żeńskiej, które zaraziło potomstwo płci żeńskiej. I komary. Akia powoduje zjawisko zwane niezgodnością cytoplazmatyczną.

I to jest miejsce, gdzie samce, ponieważ są ślepymi zaułkami dla bakterii, są używane jako konie trojańskie, aby zmniejszyć przydatność niezakażonych samic w populacji. Więc jeśli zarażony samiec kojarzy się z niezainfekowaną samicą, sterylizuje ją. Tak więc, ale zainfekowane samice są w porządku, niezależnie od tego, czy kojarzą się z zarażonym, czy niezainfekowanym samcem.

Tak więc zarażone samice mają więcej potomstwa, ponieważ żadne z ich kryć nie jest bezpłodne. Zarażone jest to potomstwo, które ma również więcej potomstwa. Może to pozwolić tej bakterii na szybkie rozprzestrzenianie się w populacjach z dużą częstotliwością.

Chodzi więc o to, aby wykorzystać tę zdolność akia do przenikania przez populacje jako sposób na wtłoczenie interesujących genów do populacji. Tak więc, gdy Akia rozprzestrzenia twój gen, który nas interesuje, powiedzmy gen odpowiedzialny za malarię, rasowość rozprzestrzenia się poprzez genetyczne autostopowanie. Tak więc Akia jest szeroko rozpowszechniona wśród owadów.

Jeśli spojrzysz na komary we wszystkich rodzajach komarów, prawie każdy rodzaj jest zainfekowany. Nie każdy gatunek w obrębie rodzaju jest zainfekowany, ale istnieją pewne gatunki w każdym rodzaju, z wyjątkiem olie. Nie są znane żadne infekcje związane z naturalną anomolią.

A więc nie anis, gambier, nie żadna anomolia. I to jest właściwie główny obszar zainteresowań mojej grupy badawczej. Próbujemy zainfekować anyż i udało nam się przynajmniej wykazać, że wbaa może infekować komórki anyżu gambiera.

Tak samo jest w hodowli komórkowej. Staramy się nie przechodzić z systemu hodowli komórkowych in vitro do systemu in vivo przeciwko komarom, ale nikt jeszcze tego nie zrobił. Jest to więc stosunkowo proste.

Mamy klatkę z komarami, które nie mają twojego genu, i masz jakiś szczep komara, który ma, powiedzmy, że jest przyczepiony do Akia lub innego mechanizmu napędowego genów. Zasadniczo zasiewacie swoją uninę, swoją, swoją naiwną populację w klatkach komarami z waszej eksperymentalnej populacji, wy na różnych częstotliwościach, i hodujecie je, pobieracie losowo próbki w każdym pokoleniu i po prostu idziecie przez każde pokolenie, aby zobaczyć, jak częstotliwość tego genu zmienia się w czasie. I tak można to po prostu przeprowadzić do określonej liczby pokoleń.

Możesz go przeprowadzić do swojego genu, osiągnąć a, pewną z góry określoną częstotliwość lub do momentu utraty genu. Są to naprawdę bardzo proste eksperymenty w laboratorium. To po prostu, no wiesz, zakopywanie komarów w każdym pokoleniu w sposób, w jaki normalnie byś to robił.

Jest więc wiele rozważań etycznych. Myślę, że po pierwsze, musimy być pewni, że to rzeczywiście zadziała? Czy będzie to lepsze niż strategie, które są obecnie dostępne, wiele osób jest z natury nieufnych wobec organizmów modyfikowanych genetycznie w ogóle.

Musimy więc być w stanie się tym zająć. Kiedy wypuścisz genetycznie zmodyfikowane komary do, powiedzmy, kraju A, który ich chce, a kraj B jest tuż obok i oni ich nie chcą, te komary nie będą szanować tej granicy. Jeśli te mechanizmy napędu genowego będą działać tak, jak tego chcemy, ten gen zacznie się rozprzestrzeniać, te komary będą przenosić ten gen praktycznie wszędzie w całym zakresie gatunków.

Tego rodzaju kwestie polityczne, etyczne i społeczno-prawne muszą być poruszone dość gruntownie. Musimy się upewnić, że nie zamierzamy pogarszać sytuacji, zamiast jej poprawiać. Tak więc naprawdę chcemy zrozumieć wszystko, co dzieje się w środowisku, zanim w ogóle je uwolnimy.

A więc znowu, są dwie różne kategorie. Istnieją przeszkody naukowe, które są poważne, ale pracujemy nad nimi. Do tego dochodzą przeszkody społeczne, etyczne i prawne.

Myślę, że z czasem będziemy w stanie zająć się kwestiami naukowymi. Chodzi mi o to, że tak naprawdę nie ma żadnego mechanizmu napędu genowego, który działałby u komarów, który miałby zastosowanie. Istnieje kilka bardzo najnowszych badań, które wyglądają bardzo obiecująco na Drosophila, ale nie zostały one jeszcze przeniesione na komary.

Myślę jednak, że to są rzeczy, nad którymi pracujemy i wiesz, zrobiliśmy duży postęp w ciągu ostatnich 10 lat, 10, 15 lat. W ciągu najbliższych 10 lat zamierzamy poczynić znaczne postępy. I naprawdę uważam, że kwestie naukowe, które ostatecznie można rozwiązać, to fakt, że kiedy już będziemy mieli te szczepy komarów, które nadają się do uwolnienia, ludzie muszą pozwolić nam je uwolnić.

Myślę, że tego rodzaju przeszkody będą o wiele trudniejsze do pokonania niż kwestie naukowe. I jest to coś, co zajmie dużo czasu. I może być na końcu, że ludzie po prostu nie chcą ich zaakceptować.

I tak naprawdę, no wiecie, niewiele możemy z tym zrobić, jeśli tak jest w tym momencie. Tak więc, ogólnie rzecz biorąc, jest całkiem sporo funduszy. Chodzi mi o to, że zawsze możemy użyć więcej funduszy, ale wiecie, Narodowe Instytuty Zdrowia, Fundacja Gatesów WHO naprawdę inwestują dużo pieniędzy w choroby przenoszone przez wektory.

W szczególności malaria i denga. Myślę, że jeśli chodzi o pieniądze, które tam są, to jest ich dużo. Nie wszystko powinno zajmować się jednym szczegółem, no wiesz, nie powinno się skupiać wyłącznie na genetycznie modyfikowanych komarach.

Nie wszystko powinno trafić do insektycydów. Ale naprawdę musimy w pewnym sensie, no wiecie, zdywersyfikować nasze strategie i naprawdę spróbować zaatakować ten problem ze wszystkich stron. Ale są na to fundusze.

Chodzi mi o to, że finansowanie jest teraz trudne dla wszystkich, ale.