Bekjempelse av malaria med svamp: Biologer ingeniør En svamp å være dødeligere til mygg

Bekjempelse av malaria med svamp: Biologer ingeniør En svamp å være dødeligere til mygg Spraying insecticide å drepe mygg: Mygg er vektorer av mange ødeleggende sykdommer som malaria. Sukjanya / Shutterstock.com

Sengegarn. Insektmidler. Sterile og genetisk modifiserte insekter. Nå legger forskere til en genetisk konstruert giftig sopp til våpenens arsenal for å tørke ut mygg som bærer malariaparasitten.

Selv om insektmidler og insektmiddel-laced bed nett, langt de to mest brukte strategier, har effektivt senket antall infeksjoner og dødsfall, Den globale malariabyrden har ikke svekket seg de siste årene. I 2017, 219 million mennesker ble smittet med malaria og en estimert 435,000 døde. Det er fordi mygg er utviklende motstand mot insektmidler.

Bekjempelse av malaria med svamp: Biologer ingeniør En svamp å være dødeligere til mygg An Anopheles Mygg tar et blodmåltid fra en menneskelig vert. Det er i løpet av disse blodmåltider at myggene overfører malaria til mennesker. CDC

Den raske utviklingen av motstand er et vanlig og tilbakevendende tema i våpenløpene mot malariaoverførende mygg, samt mot skadedyr og patogener generelt. Over tid, organismer muterer og utvikler motstand til et nytt stoff som brukes til å drepe dem. Ikke rart at mennesker alltid ender opp på den tapende siden; det er derfor et nytt våpen er nødvendig. Og den siste er en drapssvamp.

Bekjempe mordere med mordere

Som en evolusjonær biolog som studerer sopp, Jeg er kjent med disse organismers evne til å forårsake ødeleggende sykdommer i ulike planter og dyr, inkludert mennesker. Mens mange sopppatogener smitter et bredt spekter av verter, Andre kan angripe bare et fåtall.

Denne oppfatningen har ført forskere til en ny strategi for bekjempelse av malaria: infisere og drepe sykdomsoverførende mygg med sopppatogener som de møter i naturen. Dette er ikke første gang svampene har blitt weaponized. Faktisk er dette nettopp strategien bak det svært vellykkede biologiske plantevernmiddelet, Grønn muskel, som dreper gresshopper og gresshopper rundt om i verden.

Infiserer mygg med sine naturlige patogener - som for eksempel de patogene soppene fra slekten Metarhizium - er en spesielt attraktiv strategi fordi, i motsetning til bakterielle eller virale patogener, sopp kan smitte mygg bare ved å komme i kontakt med dem og må ikke inntas. Også, sopp er generelt vennligere for miljøet enn tradisjonelle kjemiske insektmidler. Men fungerer denne strategien?

Femten år siden, et feltforsøk i landlige Tanzania viste at det kunne. Ved å henge bomullsplater podet med insektdræpende sopp i taket av hus der mygg hviler, ble en tredjedel av myggene smittet. Ifølge malaria overføringsmodeller, en slik infeksjonsrate kan redusere malarietilfeller med 75%.

Men Metarhizium sopp, som den tanzaniske feltprøven viste, er ikke alltid i stand til å infisere deres myggverter. Og soppinfeksjoner tar vanligvis flere dager for å drepe mygg. I laboratoriet tar svamp i gjennomsnitt mellom syv og ni dager for å drepe myggene, avhengig av dosen. Brian Lovett, en utdannet student som jobber i Ray St. Legers laboratoriumog Etienne Bilgo, en postdoktorale medarbeider med entomologen Abdoulaye Diabate, trodde de kunne smitte mer mosquitoes og drepe dem raskere.

Hvordan? Ved å bruke sopp som hadde blitt genetisk modifisert for å produsere et gift som heter "Hybrid", som spesifikt angriper leddets nervesystem, en gruppe som inneholder insekter og deres familie, som edderkopper og krepsdyr. Tidligere laboratorieforsøk i 2017 av samme lag hadde allerede vist det disse GM-soppene døde mygg raskere enn umodifiserte.

Det store spørsmålet var nå om det virket i naturen.

Bekjempelse av malaria med svamp: Biologer ingeniør En svamp å være dødeligere til mygg MosquitoSphere-teamet består av forfattere på papiret og lokale frivillige fra Soumousso, Burkina Faso. Bakre rad (fra venstre til høyre): Etienne Bilgo, Oliver Zida, Bema Ouattara; Midtrad: Boureima Saré, Judicael Zida, Brian Lovett, Moussa Ouattara, Michaïlou Sanfo og Bamory Ouattara; Forreste rad: Yaya Ouattara og Jacques Gnambani. Brian Lovett, CC BY-SA

GM fungi dreper mygg raskere, krasjer populasjoner

For å redusere risikoen ved feltprøving, testet Lovett og Bilgo sin GM-sopp i "MosquitoSphere, "Et stort, spesialdesignet skjermet felt designet for å tette matche utendørsforholdene i Soumousso, Burkina Faso. Ved å sette opp hytter med bomullsplater som inneholdt sporer av GM-toksinproduksjon Metarhizium sopp samt de med umodifiserte sopp som kontroller, fant Lovett og Bilgo at 70% til 80% mygg ble infisert i begge typer hytter. Men mygg i hytter med GM-sopp døde innen fem dager, mens mygg i hytter med umodifiserte sopp døde etter nesten ni dager.

Bekjempelse av malaria med svamp: Biologer ingeniør En svamp å være dødeligere til mygg Hyttene til MosquitoSphere i Soumousso, Burkina Faso, hvor forsøkene med GM-killer giftige sopp fant sted. Brian Lovett

Ved å undersøke hvordan myggpopulasjoner gikk over tid, oppdaget de også det GM-sopp infiserte flere generasjoner mygg. I en innkapsling med GM-sopp, kollapset en innledende populasjon av 1,500 mygger til bare 13 etter en og en halv time.

Løfte og risiko

Ved å genetisk aktivere et allerede dødelig sopppatogen med et kraftig toksin, kunne etterforskerne dramatisk redusere myggfeltbefolkningen i en del av verden hvor malaria er endemisk og mygg er resistente mot kjemiske insektmidler.

Det er et presserende behov for å dempe malariatransmisjonen spesielt i Afrika sør for Sahara, hvor 92% tilfeller og 93% av dødsfall skje. Sammen, det amerikanske miljøvernbyråets godkjenning av hybridtoksinet under handelsnavnet Versitude, og godkjenningen av bruk av umodifisert Metarhizium sopp som et "biopesticid" av flere afrikanske land, kan bane vei til grønt lys bruk av genetisk modifisert Metarhizium sopp i kampen mot malaria.

På forsiden, frigjør sopp som bærer et dødelig insekt toksin reiser bekymringer om utilsiktet skade på "nontarget" insekter. Metarhizium sopp infiserer bare et lite utvalg av insekter og eksperimenter der nontarget insekter, som honningbier, ble smittet med både GM og uendret sopp påvirket ikke bi-overlevelse. Selv om genet fant veien til sopp som smitter mennesker - et svært usannsynlig scenario - ville det ikke ha noen effekt på oss fordi toksinet bare virker på insekter.

Begrensning av spredningen av genet som produserer hybridgiftet i andre organismer enn Metarhizium sopp er en annen potensiell bekymring. En sikkerhetsforanstaltning kan være å legge til genetiske brytere som reduserer overlevelse av soppen utenfor innemiljøet. Men det er også flere inneboende trekk ved Metarhizium sopp - som deres store, ikke-luftbårne og følsomme til ultrafiolette lyssporer - som reduserer sjansene for spredning.

Mens det er lovende, er denne strategien om å forgifte mygg med genetisk utviklet sopp ikke garantert. Mygg kan utvikle motstand mot dette. Men med hundre tusen mennesker som dør hvert år i dette dødelige spillet mot patogener, er det kanskje den eneste sikkerheten at vi, som våre motstandere, må fortsette å utvikle våre strategier.Den Conversation

Om forfatteren

Antonis Rokas, Cornelius Vanderbilt Stol i biologiske vitenskap og professor i biologiske vitenskap og biomedisinsk informatikk, Vanderbilt University

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

Den menneskelige sværmen: Hvordan Samfunnene våre oppstår, trives og faller

av Mark W. Moffett
0465055680Hvis en sjimpanse ventures inn i en annen gruppes territorium, vil det nesten helt sikkert bli drept. Men en New Yorker kan fly til Los Angeles - eller Borneo - med svært lite frykt. Psykologer har gjort lite for å forklare dette: I mange år har de hevdet at vår biologi setter en hard øvre grense - om 150 folk - på størrelsen på våre sosiale grupper. Men menneskelige samfunn er faktisk langt større. Hvordan klarer vi - stort sett - å komme sammen med hverandre? I denne paradigm-splittende boken trekker biolog Mark W. Moffett på funn i psykologi, sosiologi og antropologi for å forklare de sosiale tilpasningene som binder samfunn. Han undersøker hvordan spenningen mellom identitet og anonymitet definerer hvordan samfunn utvikler, fungerer og feiler. overgår Guns, Germs, and Steel og sapiens, Den menneskelige sværmen avslører hvordan menneskeheten skapt sprawling sivilisasjoner av uovertruffen kompleksitet - og hva det vil ta for å opprettholde dem. Tilgjengelig på Amazon

Miljø: Vitenskapen bak historiene

av Jay H. Withgott, Matthew Laposata
0134204883Miljø: Vitenskapen bak historiene er en bestselger for det innledende miljøvitenskapskurset kjent for sin studentvennlige fortellestil, integrasjon av virkelige historier og casestudier og presentasjon av den nyeste vitenskap og forskning. De 6th Edition har nye muligheter for å hjelpe elevene til å se sammenhenger mellom integrerte casestudier og vitenskapen i hvert kapittel, og gi dem muligheter til å anvende den vitenskapelige prosessen på miljømessige hensyn. Tilgjengelig på Amazon

Gjennomførbar Planet: En veiledning til mer bærekraftig levebrød

av Ken Kroes
0995847045Er du bekymret for tilstanden på planeten vår og håper at regjeringer og bedrifter vil finne en bærekraftig måte for oss å leve? Hvis du ikke tenker på det for hardt, kan det fungere, men vil det? Venstre på egenhånd, med drivere av popularitet og fortjeneste, er jeg ikke så overbevist om at det vil. Den manglende delen av denne ligningen er deg og meg. Personer som tror at bedrifter og regjeringer kan gjøre det bedre. Personer som tror at gjennom handling, kan vi kjøpe litt mer tid til å utvikle og implementere løsninger på våre kritiske problemer. Tilgjengelig på Amazon

Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.

al

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}