Innowacyjna technika biokontroli ukierunkowana jest na samice owadów w celu zwalczania chorób przenoszonych przez komary

Innowacyjna technika biokontroli ukierunkowana jest na samice owadów w celu zwalczania chorób przenoszonych przez komary

Naukowcy twierdzą, że genetyczna metoda biokontroli, która skraca żywotność samic owadów, może działać równie szybko jak pestycydy i ograniczać populację komarów przenoszących choroby i niszczycielskich szkodników roślin.

Szkodniki-owady stanowią ogromne zagrożenie dla zdrowia i rolnictwa na świecie, powodując każdego roku setki tysięcy zgonów i miliony infekcji oraz powodując miliardy szkód w zdrowiu i uprawach.

Biokontrola jest coraz częściej postrzegana jako realna alternatywa dla pestycydów, które mogą szkodzić gatunkom i ekosystemom niebędącym przedmiotem zwalczania, a także stają się mniej skuteczne w miarę wzrostu odporności na nie.

Nowe podejście zwane techniką toksycznego samca (TMT), opracowane przez naukowców z Centrum Doskonałości ARC w dziedzinie biologii syntetycznej na Uniwersytecie Macquarie w Australii, polega na modyfikowaniu genetycznie samców owadów w celu skrócenia długości życia samic, z którymi się łączą.

Naukowcy twierdzą, że można go wykorzystać do szybkiego reagowania na ogniska szkodników rolniczych i zwalczania chorób przenoszonych przez komary, takich jak malaria, denga i Zika.

„Wierzymy, że nasza technologia może działać tak szybko, jak pestycydy, bez związanego z tym ryzyka wyrządzenia szkody innym gatunkom i środowisku” – mówi Samuel Beach, badacz stosowanych nauk przyrodniczych na Uniwersytecie Macquarie i główny autor badania opublikowanego dzisiaj w Nature Communication.

Beach twierdzi, że to podejście jest skuteczniejsze niż istniejące metody, takie jak technika sterylnych owadów lub uwalnianie owadów ze śmiercionośnymi genami, które polegają na uwalnianiu mas wysterylizowanych lub genetycznie zmodyfikowanych samców w celu kopulacji z dzikimi samicami.

Dzięki tym technikom skojarzone samice nie rodzą żadnego potomstwa płci męskiej lub rodzą tylko samce, lecz w dalszym ciągu żywią się krwią i rozprzestrzeniają choroby, aż do naturalnej śmierci, co oznacza, że ​​populacja gryzących samic zmniejsza się wraz z pojawieniem się następnego pokolenia.

„TMT jest tańsze, ponieważ potrzeba mniej samców, aby znacznie szybciej zmniejszyć populację owadów lub rozprzestrzeniać się choroby” – wyjaśnia Beach.

Białka trujące

Nowa technika polega na modyfikowaniu genetycznie samców owadów w celu wytworzenia w ich nasieniu białek jadu specyficznych dla owadów. Kiedy te samce łączą się z samicami, białka są przenoszone, co znacznie skraca długość życia samic i ich zdolność do rozprzestrzeniania chorób.

Naukowcy odkryli, że kojarzenie samic z genetycznie zmodyfikowanymi samcami skraca ich życie o 60 procent.

„W idealnym przypadku naszym celem byłoby skrócenie długości życia o 100%, co oznacza, że ​​samice umierają, gdy tylko łączą się w pary z samcem” – powiedziała Beach SciDev.Net. „Ale chcemy to osiągnąć w dłuższej perspektywie, zajmie to trochę czasu”.

Dodaje, że nawet 60-procentowa redukcja może znacząco pomóc w ograniczeniu wpływu chorób przenoszonych przez komary.

Choroby takie jak malaria, gorączka denga, Zika, chikungunya i żółta febra przenoszone są przez samice komarów z gatunku Aedes aegypti i Anopheles gambiae.

Beach wyjaśnia, że ​​samica komara, która żywi się krwią żywiciela i zostaje zarażona wirusem, nie zaraża przez kilka dni. Przez okres od pięciu do dziesięciu dni nie może przenieść choroby na inną osobę.

„Oznacza to, że nie musimy osiągnąć 100% śmiertelności. Musimy jedynie skrócić długość życia do okresu, w którym nie mogą przenieść choroby na drugą osobę, który szacujemy na około 60–80% na osobę. „Życie skraca się o jeden procent” – mówi Beach.

Naukowcy twierdzą, że technologia ta może działać jeszcze lepiej dla rolników, ponieważ szkodniki roślin żyją dłużej niż komary – do roku lub dwóch w porównaniu do trzech do czterech tygodni.

„Ponieważ czas trwania pokolenia jest tak długi, jeśli uda nam się zabić samicę wcześniej, przyniesie to znacznie większe korzyści dla szkodników rolniczych” – dodaje Beach.

Koszty operacyjne

Tonny Owalla, badacz z Med Biotech Laboratories Kampala w Ugandzie, który nie brał udziału w badaniu, uważa, że ​​przydatne podejście mogłoby stanowić hodowanie samców komarów w celu zmniejszenia populacji nosicielek malarii.

Ostrzega jednak, że koszt wdrożenia może sprawić, że technologia ta nie będzie nadawała się do rutynowego stosowania w krajach endemicznych malarii.

„Weźmy na przykład liczbę samców komarów wypuszczonych w Demokratycznej Republice Konga, kraju w Afryce najbardziej endemicznym dla malarii, ile rund wypuszczeń rocznie, infrastrukturę, źródło zaopatrzenia w komary…” – mówi Owalla.

Beach twierdzi, że zanim technologia zostanie wdrożona, musi przejść rygorystyczne testy bezpieczeństwa. Ponadto wymagane są również ramy regulacyjne dotyczące wykorzystania i infrastruktury do hodowli komarów.

Jesteśmy jednak pewni, że za kilka lat nasza technologia zapewni milionom ludzi na całym świecie zrównoważone rozwiązanie w walce z chorobami i szkodnikami roślin.

Tonny Owalla, badacz w Med Biotech Laboratories Kampala w Ugandzie

Źródła: