夏天临近了,人类最难缠的敌人——蚊子又要全线出动,开始各种肆虐了…..
在大家洗干净身子,准备绝望迎接又一年蚊子亲吻洗礼的时候,科学界传来一则令人振奋的好消息:
科学家们最近终于找到了对付传播疟疾的非洲按蚊的大杀器,有望对困扰人类上万年的迷你吸血鬼给予致命一击。
这个大杀器,是一种基因改造的真菌,它能迅速感染按蚊,在45天之内杀死99%的被感染个体…
它战斗力爆表的原因是,这种真菌被科学家们进行了基因改造。 给它加装了澳洲毒蜘蛛的造毒基因片段,这使它成为了一能内含澳洲毒蜘蛛剧毒的基因改造版超级灭蚊真菌:Metarhizium pingshaense!!
在对付蚊子的道路上,人类经过上万年的残酷洗礼,如今终于祭出了第一件灭蚊生化武器…..
这个来之不易的成果,还得从西非国家布基纳法索的一个名为Soumousso的村庄说起。
从上世纪80年代起,Soumousso村就是远近闻名的疟疾村,一切皆因为这个地方的蚊子实在太猖獗,当地的非洲按蚊(Anopheles)携带了疟原虫,通过叮咬把疟疾传到一个又一个村民身上,造成了Soumousso村乃至整个西非的疟疾大流行。
要阻止疟疾肆虐,首要的办法就是防止按蚊叮咬,并尽可能杀灭按蚊。
很长一段时间,当地村民和防疫专家都对此束手无策,直到一件东方神器的出现,暂时解决了Soumousso村乃至整个西非的疟疾问题….
这件神器就是蚊帐…..
对,没错…..东方神器!
科学家们发现,使用杀虫剂消毒过的蚊帐,能有效地阻止疟疾的传播,这个办法经过推广实验后果然奏效,一时间,整个西非按蚊肆虐的地方,处处可见蚊帐的身影。
随后的几十年,Soumousso村乃至整个布基纳法索的疟疾感染率都有大幅度下降,小小的蚊帐配合杀虫剂,就这样拯救了数百万人的生命….
然而,道高一尺,魔高一丈。
经过几十年和杀虫剂消毒蚊帐的对抗,很多蚊子对杀虫剂的药效产生了抗药性,杀虫剂消毒蚊帐就此失去了杀虫剂的“魔法抗性”,单凭蚊帐的物理抗性,已经很难阻止蚊子见缝插针传播疟原虫了。
到了21世纪,偃旗息鼓多年的疟疾在布基纳法索地区有了卷土重来的势头,而这一次,传播疟疾的按蚊还有了抗药性,来势更加凶猛。
这些年,在人类对抗疟疾的斗争中,Soumousso村不但成为了抗按蚊的前沿阵地,也成为了斗争的风向标,一旦人类有了防止蚊子传播疟疾的新方法,必定首先在Soumousso村实验和推广。
也因此,全世界的防疫专家也都纷纷往Soumousso村来,寻找和试验杀死按蚊的办法。
既然蚊帐和杀虫剂都已阻止不了按蚊传播疟疾,专家们只好另辟蹊径,仍然从杀灭蚊子的角度入手寻找更好的解决办法。
终于,经过长时间的观察,科学家们发现了一种对蚊子有强大杀伤力的生物——真菌。
真菌本身具有感染昆虫,寄宿在昆虫体内蚕食宿主器官,最终繁殖下一代的能力。对于一些昆虫来说,这类感染和寄宿在虫体内的真菌,就是“异形”般的存在。
过去很多年,这类“异形”真菌也曾被科学家们用于防治害虫,而对蚊子,还没有真正大规模使用过。
于是,科学家们从这个思路出发,开始满世界寻找能感染和杀灭蚊子的真菌。
功夫不负有心人,2005年,科学家们终于在坦桑尼亚发现了一种能杀灭传播疟疾蚊子的真菌Metarhizium。
然而,科学家们很快沮丧地认识到,Metarhizium虽然能轻易地感染并最终杀死蚊子,却有几个明显的缺陷:
一是Metarhizium杀死蚊子的时间太慢,蚊子被感染和寄宿后短时间内并不会死去,还能携带着Metarhizium继续四处叮人,传播疟疾。
二是Metarhizium的标识性也不明显,很难确认蚊子是否被致命的真菌孢子感染。
最后,科学家还发现Metarhizium传染性也不够强,他们用不同的品种试验了一下,让它们感染一定携带疟疾的蚊子,却发现没有一个品种能有效地让真菌在蚊子群体里繁殖和传播开来….
杀伤力不够,感染标志不明显,传染性不够强,用真菌Metarhizium灭按蚊防止疟疾传播这条路,真能走得通吗?
就在大家一筹莫展的时候,来自美国马里兰大学(UMD)和布基纳法索Muraz科研中心的研究人员们提出了新的思路,他们认为,Metarhizium固然杀伤力和传染性都不够强,但是可以想办法改造它们,如果能通过基因技术,把Metarhizium改造成杀伤力,传染性,标识性都足够强大,专杀按蚊的超级真菌不就行了!?
那……怎么改造呢?
首先是解决杀伤力问题,要让真菌Metarhizium变成致命杀伤武器,而不是坐等它慢慢“吃”掉蚊子,最直接的办法莫过于让它们拥有“毒性”!
在寻找毒物方面,倒是有现成的捷径,地球人都知道,世界上最毒的动物和植物几乎都生活在那个和其他大陆长期隔绝的大陆——澳洲。
研究者们于是把目光锁定在了澳洲大毒物——澳大利亚漏斗形蛛身上。
(这个码给力了吧… 想看图的自己搜吧)
研究者们惊喜地发现,漏斗形蛛的毒液毒性非常强,只需很小的剂量接触到按蚊的血淋巴(Hemolymph,相当于无脊椎动物的血液),就能将按蚊杀死。
于是,研究者们开始了基因改造实验,他们经过长时间研究,终于从漏斗形蛛的基因里提取了它们的“制毒”基因片段,然后把这些基因片段添加到Metarhizium真菌的一个品种Metarhizium pingshaense的基因片段里。
经过反复多次实验,Metarhizium pingshaense终于具备了在感染按蚊之后开始制造含漏斗形蛛毒液的孢子,从而快速杀死按蚊的能力!
改造之后,研究者们进行了单体实验,效果相当惊人,Metarhizium pingshaense在感染按蚊之后,只需释放出一两个孢子,内含的剧毒就足以杀死一只按蚊!
就这样,真菌Metarhizium pingshaense经过基因改造,被赋予了澳大利亚漏斗形蛛的“造毒基因”,拥有了造剧毒的能力,接下来,就需要进一步验证Metarhizium pingshaense对付大规模的按蚊种群的效果了!
研究者们把这个大型实验的场所放在了著名的Soumousso村,这个饱受按蚊侵扰,抗疟疾的前沿阵地。
显然,世界上没有比Soumousso村更适合做按蚊杀灭实验的地方了。
首先,布基纳法索已经建立了评估和验证基因改造器官的生物研究体系,对基因改造真菌这类事物并不陌生。
其次,Soumousso村是世界上疟疾感染率最高的地方之一,再次,经过多年杀虫剂 蚊帐的使用,这里的按蚊已经拥有了很强的抗药性,且还在不断扩大种群。
这样的背景下,美国国立卫生研究院也给予了资金和技术支持,推出了名为“蚊之球”(MosquitoSphere)的项目,这是一个大型实验场所,专门用来验证基因改造后的剧毒杀蚊真菌Metarhizium pingshaense对按蚊的作用效果。
“蚊之球”是一个占地604平方米的模拟村庄,里面种植了各种植物,小棚屋,水源,还有按蚊的食物,在“蚊之球”的外面,严严实实包裹了两层防蚊网,阻止“蚊之球”内部的一切活物逃脱….
之后,研究者从Soumousso村的浅滩水池里搜集了大量抗药性按蚊的幼虫,准备将它们投放到“蚊之球”里。
根据经验,雌性按蚊在叮咬人之后,喜欢停在阴暗的地方休息,研究者们于是根据按蚊的习性,精心布置了“蚊之球”的实验场地。
“蚊之球”内部分了好几个实验隔间,
其中一个实验隔间,研究者们将基因改造真菌Metarhizium pingshaense,混合上芝麻油,刷到黑色的棉架上,以便按蚊在停留时,被这些超级剧毒真菌感染。
之后,研究者们在其中一个实验隔间放置了野生真菌。
又在另外一个隔间里放置了不含真菌,只有芝麻油黑色棉架。
三个隔间将会在实验结束后进行比对,看看基因改造真菌Metarhizium pingshaense最终效果到底怎样。
万事俱备,只等实验对象登场了…..
研究者在每一个实验隔间里投放了1500只蚊子,500只母的,1000只公的,实验开始,每一个隔间里,每周都会把一只小牛犊放进去两天,喂饱这些按蚊….
45天的实验过去了….
依照惯例,按蚊已经繁殖了整整两代,查看“蚊之球”,实验结果是惊人的:
在没有真菌的实验隔间里,成年按蚊疯狂繁殖,数量达到了惊人的2500只…
放置野生Metarhizium pingshaense真菌的隔间里有700只,看起来,也杀死了一部分抗药性按蚊….
而在放置了基因改造的超级剧毒真菌Metarhizium pingshaense的实验隔间里,只剩下13只成年按蚊!!
实验完全验证了基因改造的Metarhizium pingshaense的好处:
杀伤力强,传染性强,经过仅仅两代,按蚊就被杀灭了99%,
并且,基因改造的Metarhizium pingshaense还有很强的标识性,被这种剧毒真菌感染的按蚊,通体绿色,人们可以轻易地识别出来….
这项实验结果最近发表在了《科学》期刊上,引起了全世界的瞩目,人们看到了对抗疟疾的新武器——基因改造真菌!
基因改造剧毒真菌取得了惊人的成就,让人类找到了一条对抗疾病的新式武器,
不少人也对这种基因改造真菌前景持乐观态度,在坦桑尼亚做疟疾研究的一位专家认为技术上已经没有什么障碍了,但要大力推广还需要市场化,毕竟目前来说,这些基因改造真菌的造价非常高:
“如果可以注册知识产权,就能进一步降低生产成本,假以时日,这会成为非常流行的抗疟疾产品….”
当然,也有不少人对比表示担忧,牛津大学的Michael Bonsall教授就认为:
“运用基因改造的真菌控制蚊子的前景是好的,但也要注意生化安全,不能因为过度的狂热而忽略了对这类基因改造的监管措施。”
不管怎样,对于吃瓜群众来说,在不引起生化危机的前提下,能进一步控制蚊子的数量,总是令人欣慰的好事啊…..
Ref:
https://www.npr.org/sections/goatsandsoda/2019/05/30/727884309/scientists-genetically-modify-fungus-to-kill-mosquitoes-that-spread-malaria
https://www.bbc.co.uk/news/health-48464510
https://www.sciencemag.org/news/2019/05/fungus-venom-gene-could-be-new-mosquito-killer
https://phys.org/news/2019-05-transgenic-fungus-rapidly-malaria-mosquitoes.html