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研究人员解决了涉及基因驱动技术的关键问题 以阻止携带疾病的蚊子传播

包括加州大学河滨分校两名研究人员在内的一组研究人员发现了一项重要发现,可能有助于消除大陆范围内传播疾病的蚊子。该研究刚刚发表在生物学预印本服务器bioRxiv上,专注于所谓的基因驱动系统的稳定性,该系统涉及添加,破坏或修饰基因以改变或抑制生物体的群体。已经提出基因驱动作为一种廉价,环境友好且持久的方式来解决重大的生态和公共卫生相关问题,包括蚊子传播的疾病,例如疟疾,寨卡病毒,登革热,黄热病等。

研究人员解决了涉及基因驱动技术的关键问题 以阻止携带疾病的蚊子传播

尽管已经讨论和研究了基因驱动数十年,但是基于引导RNA靶向特定基因组位置的Cas9蛋白的CRISPR / Cas9基因编辑技术最近彻底改变了基因驱动系统的发展,因为它提供了廉价,高效,以及对基因组进行精确,有针对性的改变的可靠方法。

存在不同类型的基因驱动,其遗传机制各不相同,包括称为基于归巢的基因驱动的类型,其可用于抑制群体。过去的研究发现,基于归巢的方法可以导致90%至99%的后代继承改变的基因结构,而不是传统遗传学预期的50%,这使得该系统异常强大。

尽管这些归巢系统的高遗传率是非常有希望的,但是不遗传遗传变化的后代的小百分比是有问题的,因为它们可以防止遗传改变的生物群体接管一个区域。

这是由于这些后代中存在驱动抗性等位基因,这使得它们对基因驱动免疫。(等位基因是确定可以从父母传给后代的不同特征的基因的替代形式。)此类抗性等位基因对基因驱动传播和抑制群体的能力的影响以前估计是显着的,但是没有得到了很好的评价。

在bioRxiv文章中概述的工作中,研究人员使用数学模型来确定抗性等位基因将对非洲等大陆上摆脱一种蚊子的尝试产生重大影响。换句话说,使用这种技术消灭一种蚊子的尝试将导致由于抗性等位基因而抑制的蚊子群体的快速反弹。

为了解决这个问题,研究人员设计并验证了一种涉及在基因驱动中多路复用指导RNA的技术。多路复用意味着用指导RNA靶向基因中的多个位置。

研究小组的模型表明,可以抑制的群体大小随着多重指导RNA的数量呈指数增长。它还表明,使用六种多重指导RNA,可以在大陆尺度上抑制蚊子物种。

研究人员还展示了果蝇(Drosophila melanogaster)的成功多重化,果蝇是一种常用作实验室模型的生物。现在,他们正在努力使同样的技术适应蚊子。

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