ความสำเร็จกับเครื่องมือพันธุวิศวกรรมทำให้เกิดความหวังในการกำจัดพาหะของมาลาเรีย
การขับเคลื่อนยีนใหม่อาจทำให้ยุงที่เป็นพาหะนำโรคมาลา 20รับ100 เรียสูญพันธุ์ได้ ในการศึกษาในห้องปฏิบัติการขนาดเล็ก เครื่องมือพันธุวิศวกรรมทำให้ยุงก้นปล่อง gambiae หยุดการผลิตลูกหลานในแปดถึง 12 รุ่นนักวิจัยรายงาน 24 กันยายนในเทคโนโลยีชีวภาพธรรมชาติ หากการค้นพบนี้ยังคงมีอยู่ในการศึกษาขนาดใหญ่ การขับยีนอาจเป็นสิ่งแรกที่สามารถกำจัดยุงที่เป็นพาหะนำโรคได้
“วันนี้เป็นวันที่ยอดเยี่ยม” เจมส์ บูล นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการจากมหาวิทยาลัยเทกซัสเมืองออสติน ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้กล่าว “เราอยู่ที่นี่ด้วยเทคโนโลยีที่สามารถเปลี่ยนแปลงสุขภาพของประชาชนคนทั้งโลกได้”
ไดรฟ์ของยีนใช้กรรไกรโมเลกุลที่เรียกว่า CRISPR/Cas9 เพื่อคัดลอกและวางตัวเองลงใน DNA ของสิ่งมีชีวิตในตำแหน่งที่แม่นยำ พวกมันได้รับการออกแบบมาเพื่อแหกกฎของการสืบทอด กระจายการปรับแต่งทางพันธุกรรมไปยังลูกหลานทั้งหมดอย่างรวดเร็ว
ไดรฟ์ยีนใหม่ขัดขวางยีนของยุงที่เรียกว่าdoublesex ยุงตัวเมียที่สืบทอดยีนที่ถูกรบกวนสองชุดจะพัฒนาเหมือนตัวผู้และไม่สามารถกัดหรือวางไข่ได้ ตัวผู้และตัวเมียที่สืบทอดยีนที่ถูกรบกวนเพียงสำเนาเดียวจะพัฒนาตามปกติและเจริญพันธุ์
ในแต่ละกรงสองแห่ง นักวิจัยได้ผสม ยุง A. gambiae ตัวเมีย 300 ตัวและตัวผู้ 150 ตัว กับตัวผู้ 150 ตัวที่มียีนขับเคลื่อน แต่ละรุ่น 95 เปอร์เซ็นต์ถึงมากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์ของลูกหลานสืบทอดการขับเคลื่อนยีน โดยปกติ ลูกหลานเพียง 50 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่สืบทอดยีน
ภายในเจ็ดชั่วอายุคน
ยุงทั้งหมดในกรงเดียวมียีนขับเคลื่อน ไม่มีการผลิตไข่ในรุ่นต่อไปและประชากรก็เสียชีวิต ในอีกกรงหนึ่ง ต้องใช้เวลา 11 รุ่นในการขับยีนเพื่อแพร่กระจายไปยังยุงทั้งหมดและทำลายประชากร
การศึกษาการขับยีนอื่น ๆ ได้ทำการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อคาดการณ์ว่าจะใช้เวลานานแค่ไหนกว่าไดรฟ์จะแพร่กระจายผ่านประชากร นี่เป็นครั้งแรกที่วิธีการนี้ประสบความสำเร็จในยุงจริง
ยีนไดรฟ์รุ่นก่อน ๆ ก็ส่งต่อไปยังลูกหลานในอัตราที่สูง เช่นกัน ( SN: 12/12/15, หน้า 16 ) แต่การทดลองเหล่านี้เต็มไปด้วยการกลายพันธุ์ที่ทำลายพื้นที่ตัดของ CRISPR/Cas9 ทำให้ยุงที่มีการกลายพันธุ์นั้นต้านทานต่อแรงขับ
ยุงสองสามตัวในการศึกษาใหม่ยังได้พัฒนาการกลายพันธุ์ แต่ “ไม่พบการต่อต้าน” ผู้เขียนร่วม Andrea Crisanti นักพันธุศาสตร์ทางการแพทย์ที่ Imperial College London กล่าว นั่นเป็นเพราะการกลายพันธุ์เหล่านั้นทำลาย ยีน ดับเบิ้ลเซ็กซ์ทำให้ตัวเมียปลอดเชื้อซึ่งไม่สามารถถ่ายทอดการกลายพันธุ์ไปสู่รุ่นต่อไปได้
แมลงทุกชนิดมีเพศคู่บาง รุ่น “เราเชื่อว่ายีนนี้อาจเป็นตัวแทนของจุดอ่อนในการพัฒนามาตรการควบคุมศัตรูพืชใหม่” Crisanti กล่าว
เครื่องมือนี้ทำให้เกิดการจงใจทำให้เกิดการสูญพันธุ์ของสายพันธุ์ ก. แกมเบียเป็นยุงหลักที่แพร่กระจายมาลาเรียในแอฟริกา องค์การอนามัยโลกระบุว่าโรคมาลาเรียคร่าชีวิตผู้คนมากกว่า 400,000 คนในแต่ละปีทั่วโลก
Omar Akbari นักพันธุศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก ผู้ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานนี้ กล่าวว่า “ถ้าคุณมีเทคโนโลยีที่สามารถกำจัด [ยุง] นั้นได้ การไม่ใช้มันถือเป็นการผิดจรรยาบรรณ แต่อัคบารีคิดว่าไม่น่าจะเป็นไปได้ที่การขับยีนจะทำงานได้ดีในป่า เนื่องจากการต่อต้านจะต้องปรากฏขึ้นในบางจุด
ไม่มีใครรู้ถึงผลกระทบทางนิเวศวิทยาของการกำจัดยุง หรือการถ่ายทอดยีนสามารถส่งต่อไปยังสายพันธุ์อื่นได้หรือไม่ จะเกิดอะไรขึ้นหาก “วายร้ายสไตล์เจมส์ บอนด์” ใช้ไดรฟ์ยีนที่คล้ายกันเพื่อโจมตีผึ้งหรือแมลงที่เป็นประโยชน์อื่นๆ Philipp Messer นักพันธุศาสตร์ด้านประชากรแห่งมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์กล่าว “มนุษย์มักจะคิดหาวิธีใช้ [เทคโนโลยี] ในทางที่ผิดเสมอ และในกรณีนี้ มันง่ายมาก นั่นแหละที่ฉันเป็นห่วง”
โปรตีนแต่ละตัวใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาทีในการควบแน่น แต่โดยรวมแล้วโมเลกุลจะเปิดยีน และฟองอากาศของโปรตีนควบแน่นอาจมีปฏิกิริยากับฟองอากาศอื่นๆ ซึ่งบางครั้งมีหลายฟอง เพื่อเปิดยีนหลายตัวพร้อมกัน
ความคิดนี้เป็นที่ถกเถียงกัน นักวิจัยบางคนโต้แย้งว่ากระบวนการควบแน่นนี้ไม่จำเป็นสำหรับการเริ่มการทำงานของยีน
สำหรับ Cissé การรู้เกี่ยวกับ “ฟองสบู่” เหล่านี้หมายความว่านักวิจัยสามารถใช้ฟิสิกส์ของการควบแน่น เช่น ความรู้เกี่ยวกับการก่อตัวของเมฆ ฝน และหิมะ เพื่อทำความเข้าใจว่าโปรตีนที่กระตุ้นยีนมีพฤติกรรมอย่างไร และคาดการณ์ว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป 20รับ100
