Ученые из Мэрилендского университета в Колледж-Парке и Исследовательского института в Бобо-Диуласо (Буркина-Фасо) провели испытания генномодифицированного гриба Metarhizium pingshaense.
В условиях, приближенных к реальным, гриб сократил популяцию устойчивых к инсектицидам москитов до критической. Результаты опубликованы в журнале Science.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2017 году малярией заболело 219 миллионов человек в 87 странах, при этом предполагаемое число случаев смерти от малярии в тот год достигло 435 тысяч. Ученые пытаются бороться с инфекцией при помощи снижения численности москитов, однако насекомые адаптируются и вырабатывают резистентность к инсектицидам. Поэтому постоянно ведется поиск новых методов борьбы. Последние тесты показали, что скорость уничтожения разносчиков болезни трансгенным грибом выше, чем скорость их размножения, что дает невиданные до этого результаты.
«Никакой способ контроля малярии не продвинулся так далеко к полевым испытаниям, как наш. Эта статья создает прецедент и знаменует собой большой шаг вперед для этого и других трансгенных методов»,— сказал ведущий автор работы Брайан Ловетт (Brian Lovett).
Гриб Metarhizium pingshaense обладает патогеном, который медленно убивает насекомых в дикой природе. Его использовали для борьбы с сельскохозяйственными вредителями. Ученые выбрали штамм гриба, характерный для москитов, и соединили его с токсином, который убивает этих насекомых гораздо быстрее.
Токсин под названием «гибрид» (Hybrid) специалисты получили из яда мигаломорфных пауков Hadronyche versuta. Его использование одобрило Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Для изменения ДНК гриба ученые использовали бактерии. Они не только изменили выделяемый токсин, но и перенастроили время его выделения. Обычно гриб продуцирует его для защиты, когда «чувствует», что находится во враждебной среде, однако его модифицированная версия распознает москита и проникает в кутикулу, чтобы затем выпустить токсин. При этом гриб не опасен для других насекомых, что подтвердили дополнительные тесты.
Дабы проверить эффективность трансгенного Metarhizium pingshaense, авторы провели эксперимент. В Буркина-Фасо они построили экранированную структуру под названием MosquitoSphere. В ней сохранялись условия, приближенные к реальным, которые позволяли насекомым поддерживать численность популяции. В каждую из трех камер исследователи запустили тысячу взрослых самцов и 500 самок. Внутри висели черные хлопковые листы, покрытые кунжутным маслом. В первой камере масло смешали с модифицированным грибом, во второй — с дикой версией гриба, в третьей масло оставили без изменений. За жизнью колоний авторы наблюдали в течение 45 дней. После этого они подвели итог: в третьей камере осталось 1396 москитов, во второй — 455, в первой — 13.
Брайан Ловетт пояснил, что того количества особей, которое осталось в первой камере, недостаточно, чтобы восстановить колонию. Генномодифицированный гриб действовал одинаково как на обычных москитов, так и на резистентных к инсектицидам. Следующим шагом станут испытания в местном поселении.
Ранее биологи из Университета Флориды идентифицировали белковый рецептор комаров, реагирующий на присутствие в воздухе молочной кислоты — характерного маркера человеческого пота.
Автор: Алексей Евглевский