اسپری حشره کش برای کشتن پشه ها: پشه ها برنده بسیاری از بیماری های ویرانگر مانند مالاریا هستند. Sukjanya / Shutterstock.com

شبکه تختخواب. حشره کش ها. حشرات اصلاح شده استریل و ژنتیکی. حالا دانشمندان اضافه کردن یک قارچ سمی مهندسی ژنتیکی به زرادخانه اسلحه برای از بین بردن پشه هایی که انگل مالاریا را حمل می کنند.

اگر چه حشره کش ها و شبکه های تخت خواب با حشره کش ها، تا حد زیادی از دو روش معمول استفاده می شود، به طور موثر کاهش تعداد عفونت ها و مرگ و میر، بار مالاریای جهانی در چند سال گذشته شکست خورده است. در 2017، 219 میلیون نفر آلوده به مالاریا شدند و 435,000 تخمین زده می شود. به همین دلیل است پشه ها در حال رشد مقاومت به حشره کش ها هستند.

An آنوفل پشه یک غذای خون را از یک میزبان انسانی گرفته است. این در جریان این وعده غذایی خون است که پشه ها مالاریا را به انسان انتقال می دهند. CDC

تکامل سریع مقاومت یک موضوع مشترک و مکرر در مسابقات اسلحه ما در برابر مالاریا انتقال پشه ها، و همچنین در برابر آفات و پاتوژن به طور کلی. اضافه کاری، ارگانیسم جهش یافته و تکامل یافته است به هر دارو جدیدی که برای کشتن آنها مورد استفاده قرار می گیرد. جای تعجب نیست که انسانها همیشه در کنار هم قرار دارند؛ به همین دلیل یک سلاح جدید نیاز است. و آخرین قارچ قاتل است.

قاتلان مبارزه با قاتلان

به عنوان یک زیست شناس تکاملی که قارچ را مطالعه می کند، من با توانایی این ارگانیسم ها برای ایجاد بیماری های ویرانگر در متنوع آشنا هستم گیاهان و حیوانات، از جمله انسانها. در حالیکه بسیاری از پاتوژن های قارچی طیف وسیعی از میزبان را آلوده می کنند، دیگران می توانند تنها چند مورد را حمله کنند.

این تحقق دانشمندان را به یک استراتژی جدید برای مبارزه با مالاریا منجر شده است: آلوده و کشتن پشه های انتقال بیماری را با استفاده از پاتوژن های قارچی که در طبیعت مواجه می شوند، می کشند. این اولین بار نیست که قارچها از آن استفاده می کنند. در حقیقت، این است دقیقا استراتژی در کنار آفت کش های بیولوژیکی بسیار موفق است، عضله سبز، که خزندگان و ملخ ها را در سراسر جهان می کشد.

عفونت پشه ها با پاتوژن های طبیعی آنها - مانند قارچ های بیماری زا از جنس متارزیوم - یک استراتژی جذاب است، زیرا بر خلاف پاتوژن های باکتری یا ویروسی، قارچ ها می توانند پشه ها را به راحتی با تماس با آنها آلوده کنند و لازم نیست که مصرف شود همچنین، قارچ ها به طور کلی نسبت به محیط زیست نسبت به حشره کش ها شیمیایی سنتی دوستانه تر هستند. اما آیا این استراتژی کار می کند؟

پانزده سال پیش، یک آزمایش میدانی در روستای تانزانیا نشان داد که این می تواند باشد. با آویزان کردن پنبه های پنبه ای که با قارچ های کشتار حشراتی در سقف خانه هایی که پشه ها بمانند، آویزان شد، یک سوم پشه ها آلوده شدند. با توجه به مدل های انتقال مالاریا، چنین نرخ آلودگی می تواند موارد مالاریا را با 75٪ کاهش دهد.

اما متارزیوم قارچ، همانطور که آزمایشی میدان تانزانیا نشان داد، همیشه قادر به آلوده کردن میزبان آنها نیست. و عفونت های قارچی معمولا چندین روز برای کشتن پشه ها می گذارند. در آزمایشگاه، قارچ ها به طور متوسط ​​بین 7 تا 9 روز برای بسته شدن دوز از پشه ها استفاده می کنند. براون لوت، دانشجوی کارشناسی ارشد در آزمايشگاه Ray St. Legerو اتین بیگگو، یک همکار پس از دکترا با همکاری انسولین Abdulaye Diabate، فکر می کردند که آنها می توانند پشه های بیشتری را آلوده و سریع تر بکشند.

چطور؟ با استفاده از قارچ هایی که به لحاظ ژنتیکی برای تولید سم به نام "هیبرید" اصلاح شده است، به طور خاص به سیستم عصبی از بندپایان حمله می کند، گروهی که شامل حشرات و زوج های آنها مانند عنکبوت ها و مواد مخدر است. آزمایش های آزمایشگاهی قبلی در 2017 توسط همان تیم قبلا نشان داده است این قارچ های GM کشتن پشه ها سریع تر از آنهایی است که تغییر نمی کنند.

سوال بزرگ در حال حاضر این بود که آیا در طبیعت کار می کرد.

تیم MosquitoSphere متشکل از نویسندگان مقاله و داوطلبان محلی Soumousso، بورکینافاسو است. ردیف عقب (از چپ به راست): اتیان Bilgo، الیور Zida، Bema Ouattara؛ ردیف میانی: Boureima Saré، Judicael Zida، Brian Lovett، Moussa Ouattara، MichaÏlou Sanfo و Bamory Ouattara؛ ردیف اول: یایا اواتارتا و ژاک Gnambani. براون لوت, CC BY-SA

قارچ های GM کشتن سریع ترین پشه ها، توفان جمع آوری می کنند

برای کاهش خطرات ناشی از آزمایش میدان، لوت و بیلگو قارچ GM خود را در "پشه ها، "بزرگ، طراحی شده به خصوص طراحی شده در زمینه طراحی شده برای نزدیک بودن از شرایط در فضای باز در Soumousso، بورکینا فاسو. با راه اندازی کلبه با ورق های پنبه که حاوی اسپور GM تولید کننده سم است متارزیوم قارچ ها و همچنین آنهایی که قارچ های نامنظم به عنوان کنترل دارند، Lovett و Bilgo دریافتند که 70٪ به 80٪ از پشه ها در هر دو نوع پناهگاه ها آلوده شده اند. ولی پشه ها در کلبه های قارچ GM در حدود 5 روز درگذشت، در حالی که پشه ها در کلبه ها با قارچ های نامنظم پس از نزدیک به نه روز درگذشت.

کلبه های مسکونی در Soumousso، بورکینا فاسو، جایی که آزمایشات با قارچ های سمی قاتل GM رخ داده است. براون لوت

با بررسی اینکه چگونه جمعیت های پشه در طول زمان به سر می برند، آنها نیز این را کشف کردند قارچهای GM به چندین نسل از پشه ها آلوده هستند. در یک محفظه با قارچ GM، یک جمعیت اولیه از پشه های 1,500، پس از یک و نیم ماه به 13 سقوط کرد.

وعده و خطرات

محققان توانسته اند با استفاده از ژنتیکی یک پاتوژن قارچی که به طور مرگبار با یک سم قوی مواجه شده اند، به طور چشمگیری کاهش جمعیت پشه ها را در بخش هایی از جهان که مالاریا اندمیک است و پشه ها به حشره کش ها شیمیایی مقاوم هستند، کاهش دهد.

نیاز مبرم به جلوگیری از انتقال مالاریا به ویژه در کشورهای جنوب صحرای آفریقا، جایی است که وجود دارد 92٪ موارد و 93٪ از مرگ و میر به وقوع پیوستن. با هم، آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده تایید توکس هیبرید تحت نام تجارتی Versity و تایید استفاده از اصلاح نشده متارزیوم قارچ ها به عنوان "biopesticide" توسط چندین کشور آفریقایی ممکن است راه را به نور سبز راه استفاده از اصلاح ژنتیکی متارزیوم قارچ در مبارزه با مالاریا.

در سمت چپ، انتشار قارچ هایی که یک توکسین حشرات کشنده دارند، باعث نگرانی در مورد آسیب های غیر عمدی به حشرات غیر هدف می شود. متارزیوم قارچ تنها یک طیف کوچک از حشرات را آلوده می کند آزمایش هایی که حشرات غیرقابل هدف هستند، مانند زنبور عسل، با قارچ های GM و بدون تغییر، آلوده بودند، تاثیری بر زنده ماندن زنبور نداشت. حتی اگر ژن راه خود را به قارچ هایی که انسان را آلوده می کند - یک سناریوی بسیار نامطلوب - بر روی ما تاثیر بگذارد، زیرا این سم تنها در حشرات کار می کند.

محدود کردن گسترش ژن که سموم هیبرید را در ارگانیسم های دیگر تولید می کند متارزیوم قارچ یکی دیگر از نگرانی بالقوه است. یک احتیاط ایمنی می تواند اضافه شود سوئیچ های ژنتیکی که بقا را کاهش می دهند از قارچ خارج از محیط داخلی. اما چندین ویژگی ذاتی نیز وجود دارد متارزیوم قارچ ها - مانند اسپور های بزرگ و غیر هوازی و حساس به نور ماوراء بنفش - که موجب کاهش پراکندگی می شوند.

در حالی که امیدوار است، این استراتژی به طور عمده مسموم کردن پشه ها با قارچ های مهندسی ژنتیکی تضمین نشده است. پشه ها می توانند مقاومت کنند. اما با صدها هزار نفر از مردم هر سال در این بازی مرگبار علیه بیماری های تخریب، احتمالا تنها حقیقت این است که، همانند مخالفان ما، ما نیاز داریم که استراتژی های ما را نیز توسعه دهیم.

درباره نویسنده

آنتونیوس روکاس، کورنلیوس واندربیلت استاد علوم زیست شناسی و استاد علوم زیست شناسی و علوم انسانی پزشکی، دانشگاه واندربیلت

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

books_environmental