經濟學人 瞄準x染色體(6/14期)

瘧疾控制

瞄準x染色體

如何讓蚊子透過繁衍走向滅絕

原文

        殺死蚊子就能根除瘧疾！這是控制瘧疾最常見的方法，若是運用得宜也頗為有效，問題出在用來殺死蚊子的殺蟲劑也會殺死非常多其他生物。過去關於根除瘧疾的天馬行空，有一種是只殺死會散播寄生蟲的蚊子：也就是瘧蚊屬蚊子，尤其是甘比亞瘧蚊。近日，倫敦帝國大學的尼可萊‧溫德畢克勒(Nikolai Windbichler)和安德莉亞‧克里桑提(Andrea Crisanti)就在《自然通訊雙月刊》(Nature Communications)發表根除雌性甘比亞瘧蚊的方法。若這方法成功了，短時間內，唯一會吸血並散播寄生蟲的雌蚊會馬上消失；長期下來，整個群體缺乏雌蚊就無法繁衍，兩方面破壞散播鏈，便能根除瘧疾。

        兩位研究者設計了叫做歸巢內切酶(homing endonuclease)的蛋白質基因，植入蚊子體內，這些基因很奇特，有點像基因型寄生蟲，會破壞染色體。這些蛋白質會認特定DNA序列，一旦序列符合就會將DNA從中切開。在極端情況下，會摧毀染色體(在較緩和的情況下，修復過程會把內切酶的基因植入修復位點，因此這種基因被稱為「歸巢」，另一方面也懷疑其有寄生的特性) 溫德畢克勒和克里桑提博士從黏液菌(slime mould)上找到了一種歸巢內切酶，它切的DNA序列正好是甘比亞瘧蚊X染色體上一個重複的片段，因此能徹底摧毀染色體。

        蚊子和人類一樣，雌性有兩個X染色體，雄性則是一個X一個Y，因此未受精的卵都是一個X染色體，但精子則可能是X或Y，也就是說精子決定了子代的性別。經由轉植內切酶基因到雄蚊基因體內，並設計成只在生成精子(spermatogenesis)時才表現活性(這樣就不會傷害到其他身體功能)，研究者創造出幾乎製造「雄性」精子細胞的雄蚊，精子為Y染色體的比率約95%，且這些染色體很多都帶有內切酶，因此下一代的精子染色體也會是相同情況。他們預期在一個群體放入改造後的雄蚊，會使得雄蚊數量持續增加，群體數量則會越來越少。

        研究者在封閉環境下測試的結果正如預期，但在野外能不能成功，端看雌蚊能不能分出正常與被改造過的雄蚊。若牠們分不出來，那麼對特定區域釋放一批改造後的雄蚊，至少能在短期內破壞散播鏈。

        最終天擇還是會找到方法，避開內切酶的傷害，蚊子的數量也會回復正常。但若能根除帶有寄生蟲的瘧蚊，也沒有其他地區的瘧蚊闖入該地區(有些地方噴殺蟲劑後便暫時沒有瘧疾，可是別區的瘧蚊又跑了進來)，那麼就能在不破壞當地生態的情況下，創造一個沒有瘧疾的區域。