Genetika | Zvířata

Vyhubení moskytů přenášejících malárií klaplo. Zatím jen v laboratoři

  • Hejna komárů přenášející malárii zkolabovala po deseti generacích
  • Ke kolapsu je přivedl gen typu gene drive snižující plodnost samic
  • Zatím se vše odehrává výhradně v důkladně zabezpečených laboratořích
Vyhubení moskytů přenášejících malárií klaplo. Zatím jen v laboratoři

Malárie zůstává metlou tropů a subtropů po celém světě. Ročně jí onemocní více než 200 milionů lidí a půlmilion na tuto chorobu umírá. Léky označované souhrnně jako antimalarika sice dokážou onemocnění vyvolané parazitickým prvokem zimničkou léčit, ale nedostanou se vždycky včas a v dostatečném množství k těm, kteří je potřebují.

A stále častěji se objevují kmeny zimniček, které antimalarikům vzdorují. V roce 2001 se objevily i kmeny odolávající hlavnímu antimalariku artemisininu. Prevence choroby spočívá hlavně v používání moskytiér a v hubení komárů. Přitom se často používá DDT, které nebezpečný hmyz hubí a působí na něj dokonce i jako repelent.

Molekulární genetika nabízí hned několik možností, jak s malárií a dalšími chorobami přenášenými komáry bojovat. Na řadě míst světa už bylo úspěšně odzkoušeno vypuštění samců geneticky modifikovaných komárů. Tito samci nesají krev a nešíří infekční choroby. Páří se však s „divokými“ samičkami a přenášejí na ně uměle připravenou smrtící vlohu, která zabijí komára už během vývoje ve stádiu larvy.

Samci nesoucí tuto vlohu dokončili vývoj jen díky tomu, že byli odchováni v laboratorních podmínkách. Jejich larvy se vyvíjely ve vodě s vysokým obsahem antibiotika, které nedovolí, aby se smrtící vloha projevila. Larvy zplozené těmito samci se ale vyvíjejí v přírodě ve vodě bez antibiotika, a proto hynou.

Při nasazení těchto komárů v Brazílii se podařilo srazit populaci komárů na desetinu obvyklých počtů a výrazně tak omezit šíření tropické horečky dengue. V obavě ze šíření viru zika povolily americké úřady nasazení těchto komárů na Floridě.

Další možnost představují komáři, do jejichž organismu vědci vnesli bakterii Wolbachia pipientis. Tato bakterie žije v těle mnoha druhů hmyzu a potomstvu ji předává matka ve vajíčcích. Zajímavé je, že komár nakažený wolbachií nevykazuje žádné změny na organismu, ale je odolný k dalším infekcím včetně malárie. Pokusně už takové komáry vypustili do přírody např. v Austrálii.

Genová řetězová reakce

V roce 2015 představili američtí genetici Valentino Gantz a Ethan Bier světu zcela novou molekulárně genetickou „zbraň“ – tzv. gene drive. Jde o uměle vytvořený gen využívající revoluční technologii CRISPR/Cas9. Pro jeho dědění neplatí Mendelovy zákony. Stačí, aby živočich zdědil gene drive od jednoho z rodičů, a tento gen už se postará o to, aby se přepsal i do informace dodané druhým rodičem.

Zatímco tradičně mendelisticky děděný gen získá jen polovina potomků, gene drive dědí bez výjimky nejen všichni potomci v následující generaci, ale jeho nositeli budou také všichni potomci v dalších generacích. Gene drive se tak šíří populací jakousi obdobou řetězové reakce a je s to během několika generací „přepsat“ dědičnou informaci drtivé většiny příslušníků zasažené populace.

Když Gantz a Bier vnesli do hejna mušek octomilek pouhé 1% nositelů gene drive, v desáté generaci už v hejnu nacházeli prakticky jen nositele umělého genu. Podobné pokusy probíhají za nejpřísnějších bezpečnostních opatření, protože únik jediné mušky mimo laboratoř by s sebou nesl reálnou hrozbu „přepsání“ dědičné informace všech octomilek žijících v dané oblasti.

Úspěch i opatrnost

Hned několik vědeckých týmů vytvořilo kmeny přenašeče malárie komára Anopheles gambiae, kterým zajišťoval gen typu gene drive odolnost k nákaze původcem malárie. Takoví komáři by nedokázali chorobu přenášet. Bude se v jejich populaci gen šířit řetězovou reakcí podobně, jako tomu bylo u mušek octomilek v laboratoři Gantze a Biera?

To nikdo netuší, protože oba druhy hmyzu se svou biologií i poměry v dědičné informaci výrazně liší. Jasněji teď máme díky experimentu, který provedl tým Andrey Crisantiho z londýnské Imperial College. Výsledky pokusu byly publikovány ve vědeckém časopise Nature Biotechnology.

Crisanti a jeho spolupracovníci vnesli do dědičné informace komára Anopheles gambiae gene drive, který narušuje plodnost samic. Samci jsou normálně plodní a šíří vlohu na potomky. Vědce zajímalo, jestli se vloha bude šířit populací a jestli se mezi komáry neobjeví jedinci, kteří budou k účinku gene drive odolní.

Výsledky experimentu jsou přesvědčivé. Gene drive dosáhl stoprocentního rozšíření v populaci během 7 až 11 generací a vědci ani v jednom případě nepozorovali vznik odolných jedinců. Komáří populace, jejíž samičky měly silně narušenou plodnost, nakonec zkolabovala.

V příhodných podmínkách tropů zplodí komár Anopheles gambiae deset generací za jediný rok. Nasazení gene drive proti komárům přenášejícím malárii, horečku dengue nebo virus zika by tak mohlo být velmi účinné a efekt by se dostavil poměrně rychle.

Crisanti přesto varuje před vypuštěním komárů s gene drive do přírody. Ekologické následky lze zatím jen těžko odhadnout, i když předběžné studie naznačují, že vyhubení komára nemá na tropické ekosystémy závažnější dopad. Úplně vyloučit nelze ani vznik rezistentních kmenů komárů.

Bude zapotřebí provést celou řadu dalších experimentů v laboratorních podmínkách maximálně napodobujících poměry v tropické přírodě a pak se uvidí.

Pramen: Nature Biotechnology

Diskuze (16) Další článek: Nový Computer radí, jak na tvorbu a správu vlastního webu

Témata článku: Zdraví, Výzkum, Genetika, Zvířata, Medicína, Austrálie, Malárie, Imperial College, Celá řada, Příhodná podmínka, Genetik, MOS, Brazílie, Přenašeč, Původce, Jediný rok, Vyhubení, Následující generace, Přepsání, Laboratorní podmínky, Samec, Molekulární genetika, Zimnice, Infekční choroba, Komáři


Určitě si přečtěte

Co je to UWB? Nová technologie zastoupí Wi-Fi, Bluetooth i NFC a slibuje velké věci

Co je to UWB? Nová technologie zastoupí Wi-Fi, Bluetooth i NFC a slibuje velké věci

** V nových mobilech se začíná objevovat tajemná zkratka UWB ** Jde o další technologii, jak navzájem propojit různá zařízení ** Oproti Wi-Fi a Bluetooth má řadu výhod

Lukáš Václavík | 36

Lukáš Václavík
UWBIoTTechnologie
Nejlepší herní notebooky a pracovní stroje: Když máte více než 20 tisíc

Nejlepší herní notebooky a pracovní stroje: Když máte více než 20 tisíc

** Když máte na notebook více než 20 tisíc korun, odpadají kompromisy ** Notebooky na práci dostávají tenká kovová těla a styl ** Herní notebooky zvládnou i nejmodernější hry v plné kvalitě

David Polesný | 43

David Polesný
Notebooky
Cableporn: Podívejte se na úžasná díla umělců z podnikových serveroven

Cableporn: Podívejte se na úžasná díla umělců z podnikových serveroven

** Uspořádání kabelů můžete vnímat i jako podivný druh umění ** To nejkrásnější se skrývá v datacentrech a serverovnách ** Podívejte se na skutečné „cableporn“ z optiky i kroucené dvojlinky

Vojtěch Malý | 52

Vojtěch Malý
DatacentraServery
Micro:bit V2: Tuto destičku plnou čipů dokáže naprogramovat i vaše babička

Micro:bit V2: Tuto destičku plnou čipů dokáže naprogramovat i vaše babička

** Chcete se teď hned naučit programovat čipy? ** Nechcete nic instalovat a číst zdlouhavé manuály? ** Naprogramujeme si Micro:bit, který zahraje Tichou noc

Jakub Čížek | 33

Jakub Čížek
Pojďme programovat elektronikuProgramování pro děti
Velký den pro Apple: Uvedl tři nové Macy s vlastním procesorem M1
Lukáš Václavík
PočítačeApple
Jak v prohlížeči vypnout oznámení zasílaná webovými stránkami

Jak v prohlížeči vypnout oznámení zasílaná webovými stránkami

** Obtěžují vás neustálé dotazy webů, zda chcete zobrazovat oznámení? ** Můžete je zakázat, a to jak kompletně, tak i pro jednotlivé stránky ** Připravili jsme návody pro Chrome, Firefox, Edge a Operu

Karel Kilián | 11

Karel Kilián
Jak na InternetTipyProhlížeče
Uživatelé hlásí problémy s jednou z listopadových záplat pro Windows 10
Karel Kilián
Windows UpdateAktualizaceWindows 10