Австралийские учёные предложили способ борьбы с вредителями-насекомыми и переносчиками болезней. Для этого разработан метод, позволяющий мужским насекомым производить и передавать токсичные белки вместе со спермой. При спаривании эти белки попадают к самкам, что сокращает продолжительность их жизни и снижает способность распространять болезни.
Некоторые насекомые способны распространять инфекционные заболевания, являясь угрозой для здоровья людей. К примеру, малярия передаётся человеку через укусы заражённых самок комаров рода… Anopheles, что приводит к 608 тысячам смертей в год. Комары Aedes aegyptiНасекомые переносят вирусы, вызывающие арбовирусные заболевания, такие как лихорадка денге, чикунгунья, желтоватая лихорадка и вирус Зика. Ежегодно порядка 390 миллионов человек заболевает лихорадкой денге, около 20 тысяч из которых умирают.
В природе живут насекомые-вредители, причиняющие большой ущерб посевам. оценкамВ 2017 году вредители нанесли сельскому хозяйству по всему миру убытки на сумму 162 миллиарда долларов США.
Люди изобрели способы борьбы с вредителями, например, пестициды. У таких средств есть недостатки. Пестициды бывают химическими или биологическими, поэтому могут причинить вред природе или людям. Также со временем многие организмы вырабатывают устойчивостьДействие некоторых веществ, находящихся в пестицидах, теряется со временем, вследствие чего такие препараты утрачивают свою эффективность.
Недавно был найден ещё один метод борьбы с вредителями. биоконтроль популяций генетическими методами. Среди вариантов:
Метод стерильных насекомых (Sterile Insect TechniqueКогда большую часть стерильных насекомых, как правило, самцов, выпускают в естественную среду обитания.
Контроль экспрессии гена (Освобождение насекомых с доминантом летальным геном. Учёные разрабатывают генно-модифицированных насекомых-самцов, имеющих смертельный доминантный ген.
Два метода тоже не дают полной эффективности. Первый требует массового разведения измененных самцов, что дорогостояще с экономической точки зрения. Второй метод оказался несовершенным: самки после спаривания с генетически модифицированными самцами сохраняют привычку питаться кровью и распространять болезни до естественной смерти, то есть полное управление популяцией конкретных насекомых им не позволяет.
Австралийские биоинженеры Сэмюэль Бич (Samuel Beach) и Мацей Маселко (Maciej MaselkoУченые из Университета Маккуори в Сиднее выдвинули новый метод борьбы с вредителями, основанный на генной инженерии. Данный способ направлен на уменьшение популяции кровососущих самок сразу после спаривания с самцами.
Метод заключается во внедрении ядов пауков и морских анемонов в половые железы насекомых. После генетической модификации самцы начинают сами вырабатывать нейротоксин (генный материал кодирует эти белки), передавая его спермой самкам. Токсин действует на организм самки, сокращая ее продолжительность жизни. Самцы становятся постоянными производителями яда благодаря измененным генам. Об открытии сообщили в научной статье. опубликованной в журнале Nature Communications.
Биоинженеры провели серию лабораторных экспериментов. В их числе – испытания на самцах плодовых мушек. Drosophila melanogasterСемь белков-нейротоксинов, происходящих из разных организмов. Самыми эффективными оказались токсины самцов пауков. Phoneutria nigriventer и морского анемона Anemonia sulcataПосле спаривания с генетически модифицированными самцами самки плодовых мушек жили на 37–64 процентов меньше, чем контрольная группа. Важно, что модифицированные самцы сохранили способность эффективно привлекать самок, что важно для успешного применения метода в природе.
Исходя из результатов пробных исследований других методов, основанных на генетике, для борьбы с вредителями, учёные провели моделирование влияния данного метода на популяцию комаров. Aedes aegyptiМоделирование показало, что даже небольшая смертность самок может сократить популяцию на 40–60 процентов быстрее обычных методов.
Маселко считает, что у насекомых мало шансов выработать устойчивость, поскольку яд воздействует только на определенные генетические пути.
Это значит, что эти токсины не опасны для млекопитающих и других полезных насекомых. Тем не менее, авторы исследования настоятельно рекомендуют провести дополнительные испытания на комарах в естественной среде обитания. По их оценкам, это займет до трех лет.