Perjuangan Malaria Dengan Kulat: Jurutera Biologi Jurutera A Kulat Jadi Deadly Untuk Nyamuk

Perjuangan Malaria Dengan Kulat: Jurutera Biologi Jurutera A Kulat Jadi Deadly Untuk Nyamuk Menyemburkan racun serangga untuk membunuh nyamuk: Nyamuk adalah vektor banyak penyakit yang dahsyat seperti malaria. Sukjanya / Shutterstock.com

Jaring tidur. Insektisida. Serangga yang diubah suai dan genetik. Sekarang ahli sains menambah a kulat beracun secara genetik kepada senjata senjata untuk menghapuskan nyamuk yang membawa parasit malaria.

Walaupun rama-rama insektisida dan jaring insektisida, kedua-dua strategi yang paling biasa digunakan, telah menurunkan bilangan jangkitan dan kematian dengan berkesan, beban malaria global telah gagal menurun dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Dalam 2017, 219 juta orang dijangkiti malaria dan dianggarkan 435,000 meninggal dunia. Sebab itu nyamuk adalah penentangan terhadap insektisida.

Perjuangan Malaria Dengan Kulat: Jurutera Biologi Jurutera A Kulat Jadi Deadly Untuk Nyamuk An Anopheles nyamuk mengambil makanan darah dari hos manusia. Ia adalah dalam perjalanan makanan-makanan ini bahawa nyamuk memancarkan malaria kepada manusia. CDC

Evolusi rintangan pesat adalah tema umum dan berulang dalam perlombaan senjata kami terhadap nyamuk yang menyebarkan malaria, serta terhadap perosak dan patogen secara umum. Lebih masa, organisma bermutasi dan berevolusi rintangan kepada mana-mana ubat baru yang digunakan untuk membunuh mereka. Tidak hairanlah manusia selalu berakhir di pihak kalah; itulah sebabnya senjata baru diperlukan. Dan yang terbaru adalah kulat pembunuh.

Membunuh pembunuh dengan pembunuh

Sebagai ahli biologi evolusi mengkaji kulat, Saya terbiasa dengan keupayaan organisma ini untuk menyebabkan penyakit yang dahsyat tumbuh-tumbuhan dan haiwan, termasuk manusia. Walaupun banyak patogen kulat menjangkiti pelbagai tuan rumah, yang lain boleh menyerang hanya beberapa pilihan.

Kesedaran ini telah membawa saintis kepada strategi baru untuk memerangi malaria: menjangkiti dan membunuh nyamuk yang menyebarkan penyakit menggunakan patogen jamur yang mereka alami. Ini bukan kali pertama kulat telah menjadi senjata. Sebenarnya, inilah strategi di sebalik racun perosak biologi yang sangat berjaya, Muscle Green, yang membunuh belalang dan belalang di seluruh dunia.

Menginfeksi nyamuk dengan patogen semulajadi mereka - seperti kulat patogen dari genus Metarhizium - adalah strategi yang sangat menarik kerana, tidak seperti patogen bakteria atau virus, Kulat boleh menjangkiti nyamuk hanya dengan menghubungi mereka dan tidak perlu dicerna. Juga, kulat umumnya mesra alam sekitar daripada insektisida kimia tradisional. Tetapi apakah strategi ini berfungsi?


Dapatkan yang terbaru dari InnerSelf


Lima belas tahun yang lalu, percubaan lapangan di pedalaman Tanzania menunjukkan bahawa ia boleh. Dengan menggantung cadar kapas yang disuntik dengan kulat membunuh serangga di siling rumah di mana nyamuk beristirahat, sepertiga nyamuk dijangkiti. Menurut model penghantaran malaria, kadar jangkitan seperti itu boleh mengurangkan kes malaria oleh 75%.

Tetapi Metarhizium kulat, sebagai ujian lapangan Tanzanian menunjukkan, tidak semestinya mampu menjangkiti tuan rumah nyamuk mereka. Dan, jangkitan kulat biasanya mengambil masa beberapa hari untuk membunuh nyamuk. Di makmal, kulat mengambil purata antara tujuh dan sembilan hari untuk membunuh nyamuk, bergantung kepada dos. Brian Lovett, seorang pelajar siswazah yang bekerja Makmal Ray St. Leger, dan Etienne Bilgo, seorang rakan selepas doktoral yang bekerjasama ahli entomologi Abdoulaye Diabate, fikir mereka boleh menjangkiti lebih banyak nyamuk dan membunuh mereka lebih cepat.

Bagaimana? Dengan menggunakan kulat yang telah diubahsuai secara genetik untuk menghasilkan toksin yang dipanggil "Hybrid," yang secara khusus menyerang sistem arthropod saraf, kumpulan yang menyertakan serangga dan kerabatnya, seperti labah-labah dan krustasea. Eksperimen makmal sebelumnya di 2017 oleh pasukan yang sama telah menunjukkan bahawa kulat GM ini membunuh nyamuk lebih cepat daripada yang tidak diubahsuai.

Persoalan besar sekarang ialah sama ada ia berfungsi dalam alam semula jadi.

Perjuangan Malaria Dengan Kulat: Jurutera Biologi Jurutera A Kulat Jadi Deadly Untuk Nyamuk Pasukan MosquitoSphere terdiri daripada penulis di kertas dan sukarelawan tempatan dari Soumousso, Burkina Faso. Baris belakang (dari kiri ke kanan): Etienne Bilgo, Oliver Zida, Bema Ouattara; Barisan tengah: Boureima Saré, Judicael Zida, Brian Lovett, Moussa Ouattara, MichaÏlou Sanfo dan Bamory Ouattara; Barisan hadapan: Yaya Ouattara dan Jacques Gnambani. Brian Lovett, CC BY-SA

Kulat GM membunuh nyamuk lebih cepat, menghancurkan populasi

Untuk mengurangkan risiko yang dihadapi oleh ujian lapangan, Lovett dan Bilgo menguji kulat GM mereka dalam "MosquitoSphere, "Sebuah medan yang direka khas dan direka khas untuk memenuhi keperluan luar negeri di Soumousso, Burkina Faso. Dengan menubuhkan pondok dengan helai kapas yang mengandungi spora menghasilkan toksin GM Metarhizium kulat serta yang mempunyai kulat yang tidak diubah suai sebagai kawalan, Lovett dan Bilgo mendapati bahawa 70% hingga 80% nyamuk telah dijangkiti di kedua-dua jenis pondok. Tetapi nyamuk di pondok dengan kulat GM meninggal dunia dalam tempoh purata lima hari manakala nyamuk di pondok dengan kulat tidak diubahsuai meninggal dunia selepas hampir sembilan hari.

Perjuangan Malaria Dengan Kulat: Jurutera Biologi Jurutera A Kulat Jadi Deadly Untuk Nyamuk The pondok MosquitoSphere di Soumousso, Burkina Faso, di mana eksperimen dengan kulat GM membunuh kulat toksik berlaku. Brian Lovett

Dengan mengkaji bagaimana populasi nyamuk berlalu dari masa ke masa, mereka juga mendapati bahawa Kulat GM menjangkiti pelbagai generasi nyamuk. Dalam satu kandang dengan kulat GM, populasi awal nyamuk 1,500, runtuh hanya kepada 13 selepas sebulan setengah.

Janji dan risiko

Dengan secara genetik mempersenjatai patogen kulat yang mematikan dengan toksin yang kuat, penyiasat dapat secara mendadak mengurangkan populasi "nyamuk" nyamuk di bahagian dunia di mana malaria adalah endemik dan nyamuknya tahan terhadap insektisida kimia.

Terdapat keperluan segera untuk membendung penghantaran malaria terutamanya di sub-Sahara Afrika, di mana 92% kes dan 93% kematian berlaku. Bersama-sama, Agensi Perlindungan Alam Sekitar AS kelulusan toksin Hibrid di bawah nama Versitude komersial, dan kelulusan penggunaan tidak diubahsuai Metarhizium kulat sebagai "biopesticide" oleh beberapa negara Afrika, boleh membuka jalan ke cahaya hijau penggunaan diubahsuai secara genetik Metarhizium kulat dalam memerangi malaria.

Di sisi lain, melepaskan kulat yang membawa racun serangga yang mematikan menimbulkan kebimbangan mengenai bahaya yang tidak disengajakan untuk serangga "tidak target". Metarhizium kulat menjangkiti hanya serangga kecil dan eksperimen di mana serangga tidak berguna, seperti lebah madu, dijangkiti kedua-dua GM dan kulat tidak diubahsuai tidak menjejaskan kelangsungan hidup lebah. Walaupun gen itu menemui jalannya ke kulat yang menjangkiti manusia - senario yang sangat tidak mungkin - ia tidak akan memberi kesan kepada kami kerana toksin itu hanya berfungsi pada serangga.

Membataskan penyebaran gen yang menghasilkan toksin Hibrid dalam organisma selain Metarhizium kulat adalah satu lagi potensi yang berpotensi. Langkah berjaga-jaga keselamatan boleh ditambah suis genetik yang mengurangkan kelangsungan hidup daripada kulat di luar persekitaran tertutup. Tetapi ada juga beberapa ciri yang ada Metarhizium kulat - seperti spora yang besar, tidak berudara dan sensitif kepada ultraviolet-cahaya spora - yang mengurangkan kemungkinan penyebaran.

Walaupun menjanjikan, strategi ini nyamuk keracunan dasar dengan kulat kejuruteraan genetik tidak dijamin. Nyamuk dapat berkembang dengan ketahanan terhadap ini. Tetapi dengan ratusan ribu orang mati setiap tahun dalam permainan maut ini terhadap patogen, mungkin satu-satunya kepastian adalah, seperti lawan kita, kita perlu terus mengubah strategi kita.Perbualan

Tentang Pengarang

Antonis Rokas, Pengerusi Cornelius Vanderbilt dalam Sains Biologi dan Profesor Sains Biologi dan Informatika Biomedikal, Universiti Vanderbilt

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

The Swarm Manusia: Bagaimana Masyarakat Kita Bangun, Meningkatkan, dan Kejatuhan

oleh Mark W. Moffett
0465055680Jika simpanse beroperasi ke wilayah kumpulan yang berbeza, ia pasti akan dibunuh. Tetapi New Yorker boleh terbang ke Los Angeles - atau Borneo - dengan ketakutan yang sangat sedikit. Pakar psikologi telah melakukan sedikit untuk menerangkan ini: selama bertahun-tahun, mereka berpendapat bahawa biologi kami meletakkan batas atas keras - kira-kira orang 150 - pada saiz kumpulan sosial kita. Tetapi masyarakat manusia sebenarnya jauh lebih besar. Bagaimanakah kita menguruskan - secara besar-besaran - untuk saling berinteraksi? Dalam buku paradigma yang menghancurkan ini, ahli biologi Mark W. Moffett menarik perhatian penemuan dalam psikologi, sosiologi dan antropologi untuk menerangkan penyesuaian sosial yang mengikat masyarakat. Dia meneroka bagaimana ketegangan antara identiti dan ketidaksamaan mendefinisikan bagaimana masyarakat berkembang, berfungsi, dan gagal. Melebihi Guns, Germs, and Steel dan Sapiens, The Swarm Manusia mendedahkan bagaimana manusia mencipta tamadun yang luas dengan kerumitan yang tak tertandingi - dan apa yang diperlukan untuk mengekalkan mereka. Tersedia di Amazon

Alam Sekitar: Sains di Sebalik Cerita

oleh Jay H. Withgott, Matthew Laposata
0134204883Alam Sekitar: Sains di sebalik Cerita-cerita adalah penjual terbaik untuk pengenalan kursus sains alam sekitar yang dikenali untuk gaya naratif mesra pelajar, pengintegrasian cerita nyata dan kajian kes, dan penyampaian sains dan penyelidikan terkini. The 6th Edition mempunyai peluang baru untuk membantu pelajar melihat hubungan antara kajian kes bersepadu dan sains dalam setiap bab, dan menyediakan mereka peluang untuk menggunakan proses saintifik untuk kebimbangan alam sekitar. Tersedia di Amazon

Planet yang layak: Panduan untuk kehidupan yang lebih mampan

oleh Ken Kroes
0995847045Adakah anda prihatin dengan keadaan planet kita dan berharap bahawa kerajaan dan syarikat akan mencari cara yang mampan bagi kita untuk hidup? Jika anda tidak memikirkannya terlalu keras, itu mungkin berfungsi, tetapi adakah ia? Kiri sendiri, dengan pemandu populariti dan keuntungan, saya tidak terlalu yakin bahawa ia akan. Bahagian yang hilang dari persamaan ini ialah anda dan saya. Individu yang percaya bahawa perbadanan dan kerajaan boleh melakukan lebih baik. Individu yang percaya bahawa melalui tindakan, kita boleh membeli sedikit lebih banyak masa untuk membangun dan melaksanakan penyelesaian kepada isu kritikal kita. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon pergi untuk membiayai kos membawa anda InnerSelf.com, MightyNatural.com, dan ClimateImpactNews.com tanpa sebarang kos dan tanpa pengiklan yang mengesan tabiat melayari anda. Walaupun anda mengklik pada pautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa-apa lagi yang anda beli dalam lawatan yang sama di Amazon memberi kami komisen kecil. Tiada kos tambahan untuk anda, jadi sila sumbangkan kepada usaha. Anda juga boleh gunakan pautan ini untuk digunakan untuk Amazon pada bila-bila masa supaya anda boleh membantu menyokong usaha kami.

al
enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf pada

icon-facebooktwitter-iconrss-icon

Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

{Emailcloak = mati}