Chiến đấu với bệnh sốt rét với nấm: Kỹ sư sinh vật học Một loại nấm có thể gây tử vong cho muỗi

Chiến đấu với bệnh sốt rét với nấm: Kỹ sư sinh vật học Một loại nấm có thể gây tử vong cho muỗi Phun thuốc diệt côn trùng để diệt muỗi: Muỗi là vectơ của nhiều bệnh tàn phá như sốt rét. Sukjanya / Shutterstock.com

Màn ngủ. Thuốc trừ sâu. Côn trùng vô trùng và biến đổi gen. Bây giờ các nhà khoa học đang thêm một nấm độc biến đổi gen đến kho vũ khí để quét sạch muỗi mang ký sinh trùng sốt rét.

Mặc dù thuốc trừ sâu và lưới giường diệt côn trùng, cho đến nay, hai chiến lược được sử dụng phổ biến nhất, đã làm giảm hiệu quả số lượng nhiễm trùng và tử vong, gánh nặng sốt rét toàn cầu đã không giảm trong vài năm qua. Trong 2017, 219 triệu người đã bị nhiễm sốt rét và ước tính 435,000 đã chết. Đó là vì Muỗi đang tiến hóa kháng thuốc trừ sâu.

Chiến đấu với bệnh sốt rét với nấm: Kỹ sư sinh vật học Một loại nấm có thể gây tử vong cho muỗi An Anophele Muỗi lấy một bữa ăn máu từ vật chủ của con người. Chính trong quá trình các bữa ăn máu này, muỗi truyền bệnh sốt rét cho con người. CDC

Sự phát triển nhanh chóng của sự kháng thuốc là một chủ đề phổ biến và thường xuyên trong các cuộc đua vũ trang của chúng ta chống lại bệnh sốt rét truyền muỗi, cũng như chống lại sâu bệnh và mầm bệnh nói chung. Tăng ca, sinh vật đột biến và tiến hóa kháng cho bất kỳ loại thuốc mới được sử dụng để giết chúng. Không có gì ngạc nhiên khi con người luôn kết thúc ở phía thua cuộc; đó là lý do tại sao một vũ khí mới là cần thiết. Và mới nhất là một loại nấm giết người.

Kẻ giết người với kẻ giết người

Là một nhà sinh học tiến hóa nghiên cứu nấmTôi quen thuộc với khả năng của những sinh vật này gây ra những căn bệnh tàn khốc nhà máyđộng vật, bao gồm cả con người. Trong khi nhiều mầm bệnh nấm lây nhiễm một loạt các vật chủ, những người khác chỉ có thể tấn công một vài lựa chọn.

Nhận thức này đã đưa các nhà khoa học đến một chiến lược mới để chống lại bệnh sốt rét: lây nhiễm và tiêu diệt muỗi truyền bệnh bằng cách sử dụng mầm bệnh nấm mà chúng gặp trong tự nhiên. Đây không phải là lần đầu tiên nấm được vũ khí hóa. Trên thực tế, đây chính xác là chiến lược đằng sau thuốc trừ sâu sinh học rất thành công, Cơ bắp xanh, giết chết châu chấu và châu chấu trên khắp thế giới.

Lây truyền muỗi với mầm bệnh tự nhiên của chúng - chẳng hạn như nấm gây bệnh từ chi Metarhizium - là một chiến lược đặc biệt hấp dẫn bởi vì, không giống như mầm bệnh vi khuẩn hoặc virus, nấm có thể lây nhiễm muỗi chỉ bằng cách tiếp xúc với chúng và không cần phải ăn. Ngoài ra, nấm thường thân thiện với môi trường hơn các loại thuốc trừ sâu truyền thống. Nhưng chiến lược này có hiệu quả không?


Nhận thông tin mới nhất từ ​​Nội tâm


Mười lăm năm trước, một thử nghiệm thực địa ở vùng nông thôn Tanzania cho thấy nó có thể. Bằng cách treo những tấm bông được cấy nấm diệt côn trùng trên trần nhà nơi muỗi nghỉ, một phần ba số muỗi bị nhiễm bệnh. Theo mô hình truyền bệnh sốt rét, tỷ lệ lây nhiễm như vậy có thể giảm các trường hợp sốt rét bằng 75%.

Nhưng Metarhizium nấm, như thử nghiệm thực địa Tanzania cho thấy, không phải lúc nào cũng có khả năng lây nhiễm ký chủ muỗi của chúng. Và, nhiễm nấm thường mất vài ngày để diệt muỗi. Trong phòng thí nghiệm, nấm mất trung bình từ bảy đến chín ngày để diệt muỗi, tùy thuộc vào liều lượng. Brian Lovett, một sinh viên tốt nghiệp làm việc tại Phòng thí nghiệm của Ray St. LegerEtienne Bilgo, một đồng nghiệp sau tiến sĩ làm việc với nhà côn trùng học Abdoulaye Diabate, nghĩ rằng chúng có thể lây nhiễm nhiều muỗi hơn và giết chúng nhanh hơn.

Làm sao? Bằng cách sử dụng các loại nấm đã được biến đổi gen để tạo ra một loại độc tố có tên là Hybrid Hybrid, có khả năng tấn công hệ thần kinh của động vật chân đốt, một nhóm bao gồm côn trùng và họ hàng của chúng, như nhện và động vật giáp xác. Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm trước đây trong 2017 của cùng một nhóm đã chỉ ra rằng Những loại nấm biến đổi gen này đã giết muỗi nhanh hơn những loài không biến đổi.

Câu hỏi lớn bây giờ là liệu nó có hoạt động trong tự nhiên không.

Chiến đấu với bệnh sốt rét với nấm: Kỹ sư sinh vật học Một loại nấm có thể gây tử vong cho muỗi Nhóm MosquitoSphere bao gồm các tác giả trên giấy và các tình nguyện viên địa phương từ Soumousso, Burkina Faso. Hàng sau (từ trái sang phải): Etienne Bilgo, Oliver Zida, Bema Ouattara; Hàng giữa: Boureima Saré, Judicael Zida, Brian Lovett, Moussa Ouattara, MichaÏlou Sanfo và Bamory Ouattara; Hàng đầu: Yaya Ouattara và Jacques Gnambani. Brian Lovett, CC BY-SA

Nấm GM diệt muỗi nhanh hơn, làm chết quần thể

Để giảm thiểu rủi ro do thử nghiệm tại hiện trường, Lovett và Bilgo đã thử nghiệm nấm GM của họ trong các loạiMuỗi, Một lĩnh vực sàng lọc lớn, được thiết kế đặc biệt được thiết kế để phù hợp với điều kiện ngoài trời ở Soumousso, Burkina Faso. Bằng cách dựng những túp lều bằng những tấm bông có chứa bào tử sản sinh độc tố GM Metarhizium Lovett và Bilgo đã phát hiện ra rằng 70% đến 80% muỗi đã bị nhiễm ở cả hai loại chòi. Nhưng muỗi trong túp lều có nấm GM chết trong vòng trung bình năm ngày trong khi muỗi trong túp lều có nấm không biến đổi đã chết sau gần chín ngày.

Chiến đấu với bệnh sốt rét với nấm: Kỹ sư sinh vật học Một loại nấm có thể gây tử vong cho muỗi Những túp lều của MosquitoSphere ở Soumousso, Burkina Faso, nơi diễn ra thí nghiệm với nấm độc hại GM. Brian Lovett

Bằng cách kiểm tra cách thức quần thể muỗi bùng phát theo thời gian, họ cũng phát hiện ra rằng Nấm GM bị nhiễm nhiều thế hệ muỗi. Trong một chuồng có nấm GM, một đàn muỗi 1,500 ban đầu, đã sụp đổ xuống chỉ còn 13 sau một tháng rưỡi.

Hứa hẹn và rủi ro

Bằng cách tạo ra gen gây bệnh nấm đã chết với độc tố cực mạnh, các nhà điều tra đã có thể giảm đáng kể quần thể muỗi Muỗi ở một nơi trên thế giới nơi sốt rét là đặc hữu và muỗi kháng thuốc trừ sâu hóa học.

Có một nhu cầu cấp thiết để hạn chế lây truyền bệnh sốt rét, đặc biệt là ở châu Phi cận Sahara, nơi 92% trường hợp và 93% tử vong xảy ra Cùng với nhau, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ phê duyệt độc tố lai dưới tên thương mại Versitude, và sự chấp thuận của việc sử dụng không thay đổi Metarhizium Một số quốc gia châu Phi, nấm như một loại thuốc trừ sâu sinh học có thể mở đường cho việc sử dụng biến đổi gen Metarhizium nấm trong cuộc chiến chống sốt rét.

Mặt khác, việc giải phóng nấm mang độc tố côn trùng gây chết người làm dấy lên mối lo ngại về tác hại không chủ ý đối với côn trùng không nhắm mục tiêu. Metarhizium nấm chỉ lây nhiễm một lượng nhỏ côn trùng và thí nghiệm nơi côn trùng không nhắm mục tiêu, chẳng hạn như ong mật, đã bị nhiễm cả GM và nấm không biến đổi không ảnh hưởng đến sự sống sót của ong. Ngay cả khi gen tìm được nấm xâm nhập vào người - một kịch bản rất khó xảy ra - nó sẽ không có bất kỳ ảnh hưởng nào đến chúng ta vì độc tố chỉ hoạt động trên côn trùng.

Hạn chế sự lan truyền của gen tạo ra độc tố Hybrid trong các sinh vật khác ngoài Metarhizium nấm là một mối quan tâm tiềm năng khác. Một biện pháp phòng ngừa an toàn có thể là thêm chuyển đổi gen làm giảm tỷ lệ sống của nấm bên ngoài môi trường trong nhà. Nhưng cũng có một số tính năng vốn có của Metarhizium nấm - chẳng hạn như bào tử lớn, không có không khí và nhạy cảm với tia cực tím - làm giảm cơ hội phát tán.

Mặc dù đầy hứa hẹn, chiến lược này về cơ bản là đầu độc muỗi với nấm biến đổi gen không được đảm bảo. Muỗi có thể tiến hóa kháng với điều này. Nhưng với hàng trăm ngàn người chết mỗi năm trong trò chơi chết chóc này chống lại mầm bệnh, có lẽ điều chắc chắn duy nhất là, giống như đối thủ của chúng ta, chúng ta cũng sẽ cần phải tiếp tục phát triển các chiến lược của mình.Conversation

Giới thiệu về Tác giả

Antonis Rokas, Chủ tịch Cornelius Vanderbilt về Khoa học Sinh học và Giáo sư Khoa học Sinh học và Tin học Y sinh, Đại học Vanderbilt

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

The Swarm Human: Làm thế nào các xã hội của chúng ta phát sinh, phát triển và sụp đổ

bởi Mark W. Moffett
0465055680Nếu một con tinh tinh mạo hiểm vào lãnh thổ của một nhóm khác, nó gần như chắc chắn sẽ bị giết. Nhưng một người New York có thể bay tới Los Angeles - hoặc Borneo - với rất ít nỗi sợ hãi. Các nhà tâm lý học đã làm rất ít để giải thích điều này: trong nhiều năm, họ cho rằng sinh học của chúng ta đặt giới hạn trên cao - về người 150 - trên quy mô của các nhóm xã hội của chúng ta. Nhưng xã hội loài người trên thực tế rộng lớn hơn nhiều. Làm thế nào để chúng ta quản lý - bằng và lớn - để hòa hợp với nhau? Trong cuốn sách phá vỡ mô hình này, nhà sinh vật học Mark W. Moffett đã rút ra những phát hiện trong tâm lý học, xã hội học và nhân học để giải thích sự thích nghi xã hội ràng buộc xã hội. Ông khám phá sự căng thẳng giữa bản sắc và ẩn danh xác định cách các xã hội phát triển, hoạt động và thất bại. Vượt qua Súng, Vi trùng và ThépSapiens, Con người cho thấy loài người đã tạo ra những nền văn minh rộng lớn với sự phức tạp vô song - và những gì nó sẽ cần để duy trì chúng. Có sẵn trên Amazon

Môi trường: Khoa học đằng sau những câu chuyện

của Jay H. Withgott, Matthew Laposata
0134204883Môi trường: Khoa học đằng sau những câu chuyện là một cuốn sách bán chạy nhất cho khóa học khoa học môi trường giới thiệu được biết đến với phong cách kể chuyện thân thiện với sinh viên, tích hợp các câu chuyện thực tế và nghiên cứu trường hợp, và trình bày về khoa học và nghiên cứu mới nhất. Các 6th bản có các cơ hội mới để giúp sinh viên thấy được mối liên hệ giữa nghiên cứu trường hợp tích hợp và khoa học trong mỗi chương và cung cấp cho họ cơ hội để áp dụng quy trình khoa học vào các vấn đề môi trường. Có sẵn trên Amazon

Hành tinh khả thi: Hướng dẫn về cuộc sống bền vững hơn

bởi Ken Kroes
0995847045Bạn có lo ngại về tình trạng của hành tinh chúng ta và hy vọng rằng các chính phủ và tập đoàn sẽ tìm thấy một cách bền vững để chúng ta sống? Nếu bạn không nghĩ về nó quá khó, điều đó có thể làm việc, nhưng nó sẽ? Còn lại, với các trình điều khiển phổ biến và lợi nhuận, tôi không quá tin rằng nó sẽ. Phần còn thiếu của phương trình này là bạn và tôi. Các cá nhân tin rằng các tập đoàn và chính phủ có thể làm tốt hơn. Các cá nhân tin rằng thông qua hành động, chúng ta có thể mua thêm một chút thời gian để phát triển và thực hiện các giải pháp cho các vấn đề quan trọng của mình. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn Nội địa.com, MightyNatural.com, ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.

al
enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}