Taistelevat malariaa sienillä: Biologit Insinööri Sieni, joka tulee olemaan ohi hyttysille

Taistelevat malariaa sienillä: Biologit Insinööri Sieni, joka tulee olemaan ohi hyttysille Hyönteisten tuhoaminen hyttysten tappamiseksi: Hyttyset ovat monien tuhoisten sairauksien, kuten malarian, vektorit. Sukjanya / Shutterstock.com

Sängyt. Hyönteismyrkyt. Steriili ja muuntogeeniset hyönteiset. Nyt tutkijat lisäävät a geneettisesti muokattu myrkyllinen sieni aseiden arsenaliin pyyhkiä pois hyttysiä, jotka kuljettavat malariaparasiittia.

Vaikka hyönteismyrkyt ja hyönteismyrkkypohjaiset vuotaverkot ovat selvästi kaksi yleisimmin käytettyä strategiaa, ne ovat tehokkaasti vähentäneet infektioiden ja kuolemantapausten määrää, malarian maailmanlaajuinen taakka ei ole vähentynyt viime vuosina. Vuonna 2017, 219 miljoonaa ihmistä olivat saaneet malariaa ja arvioitu 435,000 kuoli. Siksi koska hyttyset ovat kehittyviä vastustuskyky hyönteismyrkkyjä vastaan.

Taistelevat malariaa sienillä: Biologit Insinööri Sieni, joka tulee olemaan ohi hyttysille An Malariakärpän hyttynen ottaa veren aterian ihmisen isännästä. Näiden veren aterioiden aikana hyttyset välittävät malariaa ihmisille. CDC

Resistenssin nopea kehitys on yleinen ja toistuva teema aseiden kilpailuissamme malariaa vastaan, joka välittää hyttysiä, sekä tuholaisia ​​ja taudinaiheuttajia vastaan ​​yleensä. Ajan myötä, organismit mutatoivat ja kehittävät resistenssiä uusiin lääkkeisiin, joita käytetään tappamaan heidät. Ei ihme, että ihmiset joutuvat aina menettämään puolensa; siksi tarvitaan uusi ase. Ja viimeisin on tappajasi.

Taistelu tappajien kanssa tappajilla

Kuten evoluutiobiologi, joka tutkii sieniäOlen perehtynyt näiden organismien kykyyn aiheuttaa tuhoisia sairauksia monipuolisesti kasvit ja eläimet, mukaan lukien ihmiset. Vaikka monet sieni-patogeenit saastuttavat monenlaisia ​​isäntiä, toiset voivat hyökätä vain harvoja.

Tämä toteutus on johtanut tutkijoihin uuden malarian torjuntastrategian: tartuttaa ja tappaa sairauksia siirtäviä hyttysiä käyttämällä luonnossa esiintyviä sieni-patogeenejä. Tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun sienet on aseistettu. Itse asiassa juuri tämä strategia takaa erittäin onnistuneen biologisen torjunta-aineen, Vihreä lihas, joka tappaa heinäsirkkoja ja heinäsirkkoja ympäri maailmaa.

Infektoidaan hyttysiä niiden luonnollisten taudinaiheuttajien - kuten suvun patogeenisten sienien - kanssa Metarhizium - on erityisen houkutteleva strategia, koska toisin kuin bakteeri- tai viruspatogeenit, sienet voivat tartuttaa hyttysiä yksinkertaisesti joutumalla kosketuksiin niiden kanssa ja sinun ei tarvitse joutua nauttimaan. Myös sienet ovat yleensä ympäristöystävällisempiä kuin perinteiset kemialliset hyönteismyrkyt. Mutta toimiiko tämä strategia?

Viisitoista vuotta sitten kenttätutkimus Tansaniassa osoitti, että se voisi. Riippuen puuvillalevyistä, jotka on istutettu hyönteisten tappavilla sienillä, talojen kattoihin, joissa hyttyset ovat levossa, kolmasosa hyttysiä tartunnan sai. Malarian siirtomallien mukaan tällainen infektioaste voisi vähentää malarian tapauksia 75%.

Mutta Metarhizium sienet, kuten Tansanian kenttätutkimus osoitti, eivät aina kykene tarttumaan hyttysen isännöihinsä. Sieni-infektiot kestävät tyypillisesti useita päiviä hyttysten tappamiseksi. Laboratoriossa sienet kestävät keskimäärin seitsemän ja yhdeksän päivää, jotta ne voivat tappaa hyttysiä annoksesta riippuen. Brian Lovett, jatko-opiskelija Ray St. Legerin laboratorioja Etienne Bilgo, tohtorikoulutettava entomologi Abdoulaye Diabate, luulivat voivansa tartuttaa enemmän hyttysiä ja tappaa heidät nopeammin.

Millä tavalla? Käyttämällä sieniä, jotka oli geneettisesti muunnettu tuottamaan toksiini nimeltä "Hybrid", joka erityisesti hyökkää niveljalkaisten hermostoon, ryhmä, joka sisältää hyönteisiä ja heidän sukulaisiaan, kuten hämähäkkejä ja äyriäisiä. Edellisen laboratoriokokeet, jotka 2017 oli tehnyt samassa ryhmässä, oli jo osoittanut nämä GM-sienet tappoivat hyttysiä nopeammin kuin muuntamattomat.

Suuri kysymys oli nyt siitä, toimiiko se luonnossa.

Taistelevat malariaa sienillä: Biologit Insinööri Sieni, joka tulee olemaan ohi hyttysille MosquitoSphere-tiimiin kuuluvat kirjailijat ja paikalliset vapaaehtoiset Soumousso, Burkina Faso. Takarivi (vasemmalta oikealle): Etienne Bilgo, Oliver Zida, Bema Ouattara; Keskirivi: Boureima Saré, Judicael Zida, Brian Lovett, Moussa Ouattara, MichaÏlou Sanfo ja Bamory Ouattara; Eturivi: Yaya Ouattara ja Jacques Gnambani. Brian Lovett, CC BY-SA

GM-sienet tappavat hyttysiä nopeammin ja kaatuu populaatioihin

Kenttätestauksen aiheuttamien riskien vähentämiseksi Lovett ja Bilgo testasivat GM-sientä ”MosquitoSphere, ”Suuri, erityisesti suunniteltu seulottu kenttä, joka on suunniteltu vastaamaan ulkoilma-olosuhteita Soumoussossa, Burkina Fasossa. Asettamalla mökkejä puuvillalevyillä, jotka sisälsivät GM-toksiinia tuottavia itiöitä Metarhizium sienet samoin kuin ne, joilla on modifioimattomat sienet kontrollina, Lovett ja Bilgo havaitsivat, että 70% 80%: iin hyttysiä infektoitiin molemmissa mökityypeissä. Mutta hyttyset mökissä, joissa on muuntogeenisiä sieniä kuoli keskimäärin viiden päivän aikana, kun taas hyttysiä mökissä, joissa oli muunneltuja sieniä, kuoli lähes yhdeksän päivän kuluttua.

Taistelevat malariaa sienillä: Biologit Insinööri Sieni, joka tulee olemaan ohi hyttysille MosquitoSphere-mökit Soumoussossa, Burkina Fasossa, jossa tehtiin kokeita muuntogeenisillä myrkyllisillä sienillä. Brian Lovett

Tutkimalla, kuinka hyttyspopulaatiot etenivät ajan myötä, he myös huomasivat sen GM-sienet infektoivat useita sukupolvia hyttysiä. Yhdessä GM-sieniä sisältävässä kotelossa 1,500-hyttysten alkupopulaatio romahti vain 13iin puolentoista kuukauden kuluttua.

Lupaus ja riskit

Geneettisesti asettaen jo kuolemaan johtavan sienitautia tehokkaalla toksiinilla tutkijat pystyivät vähentämään dramaattisesti hyttynen kentän populaatiota maailmassa, jossa malaria on endeeminen ja hyttyset ovat vastustuskykyisiä kemiallisille hyönteismyrkkyille.

Malarian siirron hillitseminen on kiireellistä erityisesti Saharan eteläpuolisessa Afrikassa 92% tapauksista ja 93% kuolemista esiintyä. Yhdessä Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston hybridi-toksiinin hyväksyntä kaupallisella nimellä Versitude ja hyväksymättä muokkaamattoman käytön käyttöä Metarhizium useiden Afrikan maiden "biopesticidina" olevat sienet voivat muodostaa tien vihreälle valolle geneettisesti muunnettujen aineiden käytön kannalta Metarhizium sienet taistelussa malariaa vastaan.

Kääntöpuolella kuolettavien hyönteismyrkkyjä kantavien sienien vapauttaminen herättää huolta tahattomista haitoista "nontarget" -hyönteisille. Metarhizium sienet tarttuvat vain vähän hyönteisiä ja kokeita, joissa ei-kohdennettuja hyönteisiä, kuten mehiläiset, infektoitiin sekä GM: llä että muuntamattomilla sienillä, ei vaikuttanut mehiläisten eloonjäämiseen. Vaikka geeni löysi tiensä sieniin, jotka tarttuvat ihmisiin - erittäin epätodennäköinen skenaario - se ei vaikuttaisi meihin, koska toksiini toimii vain hyönteisillä.

Hybriditoksiinia tuottavan geenin leviämisen rajoittaminen muissa organismeissa kuin Metarhizium sieni on toinen mahdollinen huolenaihe. Yksi turvallisuussääntö voitaisiin lisätä geneettiset kytkimet, jotka vähentävät eloonjäämistä sien ulkopuolella sisäympäristön ulkopuolella. Mutta on myös useita luontaisia ​​piirteitä Metarhizium sienet - kuten suuret, ei-ilmassa olevat ja herkät ultraviolettivaloiset itiöt - vähentävät hajaantumisen mahdollisuuksia.

Lupaavalla tavalla tämä strategia, joka koskee olennaisesti myrkytyksiä hyttysiä geneettisesti muunnettujen sienien kanssa, ei ole taattu. Hyttyset voisivat kehittyä tähän. Mutta satoja tuhansia ihmisiä kuolee vuosittain tässä tappavassa pelissä taudinaiheuttajia vastaan, ehkä ainoa varmuus on, että meidän vastustajamme tavoin meidän on myös kehitettävä strategiamme.Conversation

Author

Antonis Rokas, Cornelius Vanderbilt Biologian ja biologian ja biolääketieteen tietotekniikan professori, Vanderbilt University

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

Ihmisen sumu: miten yhteiskuntamme nousee, kukoistaa ja pudota

Mark W. Moffett
0465055680Jos chimpanzee tulee toisen ryhmän alueelle, se tapetaan lähes varmasti. Mutta New Yorker voi lentää Los Angelesiin - tai Borneoon - hyvin vähän pelkoa. Psykologit ovat tehneet vähän selittämään tätä: vuosien ajan he ovat todenneet, että biologiamme asettaa vaikean ylärajan - noin 150-ihmisille - yhteiskunnallisten ryhmien koon. Mutta ihmisten yhteiskunnat ovat itse asiassa huomattavasti suurempia. Miten voimme hallita - pääsääntöisesti - yhdessä toistensa kanssa? Tässä paradigma-hajottavassa kirjassa biologi Mark W. Moffett hyödyntää psykologian, sosiologian ja antropologian havaintoja selittääkseen yhteiskuntaa sitovia sosiaalisia mukautuksia. Hän tutkii, miten identiteetin ja nimettömyyden välinen jännitys määrittelee, miten yhteiskunnat kehittyvät, toimivat ja epäonnistuvat. verraton Aseet, bakteerit ja teräs ja sapiens, Ihmisen parvi paljastaa, kuinka ihmiskunta loi loistavia sivilisaatioita, joilla on vertaansa vailla oleva monimutkaisuus - ja mitä se toteuttaa niiden ylläpitämiseksi. Saatavana Amazon

Ympäristö: Tiede tarinoiden takana

esittäjä (t): Jay H. Withgott, Matthew Laposata
0134204883Ympäristö: Tiede tarinoiden takana on paras myyjä, joka tunnetaan opiskelijaystävällisestä kertomustyylistä, todellisten tarinoiden ja tapaustutkimusten integroinnista ja sen uusimmista tiedoista ja tutkimuksista. 6th Edition sisältää uusia mahdollisuuksia auttaa oppilaita näkemään yhteydet integroitujen tapaustutkimusten ja tieteen välillä kussakin luvussa ja tarjoavat heille mahdollisuuden soveltaa tieteellistä prosessia ympäristönäkökohtiin. Saatavana Amazon

Feasible Planet: Opas kestävämpään elämään

Ken Kroes
0995847045Oletko huolissasi planeettamme tilasta ja toivomme, että hallitukset ja yritykset löytävät kestävän tavan elää? Jos et ajattele sitä liian kovaa, se voi toimia, mutta eikö? En ole yksin vakuuttunut siitä, että se jätetään omasta, suosion ja voiton vetäjänä. Tämän yhtälön puuttuva osa on sinä ja minä. Yksilöt, jotka uskovat, että yritykset ja hallitukset voivat tehdä paremmin. Yksilöt, jotka uskovat, että toiminnan avulla voimme ostaa hieman enemmän aikaa kehittää ja toteuttaa ratkaisuja kriittisiin kysymyksiimme. Saatavana Amazon

Julkaisijasta:
Ostot Amazon-palvelussa kulkevat sinut tuodakseen InnerSelf.com, MightyNatural.com, ja ClimateImpactNews.com maksutta ja ilman mainostajia, jotka seuraavat seurantatapojasi. Vaikka napsautat linkkiä, mutta älä osta näitä valittuja tuotteita, kaikki muut, jotka ostat samassa Amazon-vierailussa, maksaa meille pienen palkkion. Sinulle ei aiheudu lisäkustannuksia, joten olkaa hyvä ja edistäkää työtä. Voit myös käytä tätä linkkiä käyttää Amazonia milloin tahansa, jotta voit auttaa tukemaan ponnisteluja.

al

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

seuraa InnerSelfia

facebook-kuvakeTwitter-kuvakeRSS-kuvake

Hanki uusimmat sähköpostitse

{Emailcloak = off}