В мире существует серьезная проблема, связанная с насекомыми-переносчиками опасных заболеваний. Особенно остро стоит вопрос с комарами рода Anopheles — их укусы ежегодно становятся причиной 608 тысяч летальных исходов от малярии. Не менее опасны комары Aedes aegypti, распространяющие такие серьезные вирусные инфекции, как лихорадка денге, чикунгунья, желтая лихорадка и вирус Зика. Статистика показывает, что только лихорадкой денге каждый год заболевает около 390 миллионов человек, из которых 20 тысяч не удается спасти.
Отдельную проблему представляют насекомые-вредители сельскохозяйственных культур. Их разрушительная деятельность наносит колоссальный экономический ущерб — только в 2017 году потери мирового агросектора составили 162 миллиарда долларов США.
Традиционным методом борьбы с вредителями долгое время оставались пестициды. Однако этот способ имеет существенные ограничения — химические и биологические препараты могут негативно влиять на экологию и здоровье людей. К тому же, вредители постепенно адаптируются к действующим веществам, что снижает эффективность такой защиты.
Современная наука предлагает более прогрессивные решения — методы биологического контроля с применением генной инженерии. Среди них выделяются два основных направления:
Технология стерильных насекомых (Sterile Insect Technique) — массовый выпуск стерилизованных особей, преимущественно самцов, в естественную среду обитания;
Технология контроля экспрессии генов (Release of Insects carrying a Dominant Lethal) — использование генетически модифицированных самцов с внедренным летальным геном.
Однако и эти методы не лишены недостатков. Первый требует значительных финансовых затрат на массовое производство модифицированных особей. Второй не обеспечивает моментального эффекта — самки после спаривания продолжают представлять опасность до естественной гибели.
Революционное решение предложили исследователи из Университета Маккуори в Сиднее. Биоинженеры Сэмюэль Бич и Мацей Маселко разработали инновационный метод, нацеленный на быстрое сокращение популяции опасных самок сразу после спаривания.
Суть метода заключается во внедрении в половые железы насекомых токсинов пауков и морских анемонов. После генетической модификации самцы приобретают способность самостоятельно вырабатывать нейротоксин, который передается самкам при спаривании. Это приводит к значительному сокращению продолжительности жизни самок. Результаты исследования опубликованы в престижном научном издании Nature Communications.
В ходе лабораторных испытаний ученые протестировали семь различных нейротоксинов на плодовых мушках (Drosophila melanogaster). Наиболее эффективными оказались токсины паука Phoneutria nigriventer и морского анемона Anemonia sulcata. После контакта с модифицированными самцами продолжительность жизни самок сократилась на 37-64%. При этом способность самцов привлекать партнерш осталась на прежнем уровне, что критически важно для успеха метода.
Компьютерное моделирование, основанное на данных полевых испытаний, продемонстрировало впечатляющие результаты для популяции комаров Aedes aegypti. Даже при умеренной смертности самок новый метод способен сократить популяцию на 40-60% быстрее традиционных подходов.
Особенно обнадеживает тот факт, что, по мнению Маселко, насекомые вряд ли смогут развить устойчивость к данному методу, поскольку токсины воздействуют на специфические генетические механизмы. Важно отметить, что эти вещества безопасны для млекопитающих и полезных насекомых. Тем не менее, исследователи планируют провести дополнительные эксперименты на комарах в течение ближайших трех лет для окончательного подтверждения эффективности и безопасности метода в естественных условиях.
Источник: naked-science.ru
